Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp gốm 2 kim loại Fe và Zn vào dung dịch HCl loãng dư thu được 4,48 lít khí H2. Mặt khác hòa tan hoàn toàn hỗn hợp 2 kim loại trên vào m gam dung dịch H2SO4 98% vừa đủ đun nóng thu được 5,6 lít SO2 duy nhất các thể tích đo được ở điều kiện tiêu chuẩn
a tính % khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp ban đầu
b tính m gam dung dịch H2SO4 98% đã dùng
c có 1 kim loại quặng pirit chứa 80% FeS2 để điều chế H2SO4 đủ để tác dụng với hỗn hợp A ở trên thì khối lượng quặng pirit trên cần dùng là bao nhiêu biết hiệu suất quá trình điều chế H2SO4 là 85%
Đáp án:
a) $\% {m_{Fe}} = 46,28\% ;\% {m_{Zn}} = 53,72\% $
b) $50g$
c) $93,75g$
Giải thích các bước giải:
a)
${n_{{H_2}}} = \dfrac{{4,48}}{{22,4}} = 0,2mol;{n_{S{O_2}}} = \dfrac{{5,6}}{{22,4}} = 0,25mol$
Bảo toàn electron: $\left\{ \begin{gathered}
2{n_{Fe}} + 2{n_{Zn}} = 2{n_{{H_2}}} = 0,4 \hfill \\
3{n_{Fe}} + 2{n_{Zn}} = 2{n_{S{O_2}}} = 0,5 \hfill \\
\end{gathered} \right. \Rightarrow {n_{Fe}} = {n_{Zn}} = 0,1$
$ \Rightarrow {m_{Fe}} = 5,6g;{m_{Zn}} = 6,5g$
$\begin{gathered}
\Rightarrow \% {m_{Fe}} = \dfrac{{5,6}}{{5,6 + 6,5}}.100\% = 46,28\% \hfill \\
\Rightarrow \% {m_{Zn}} = 100 – 46,28 = 53,72\% \hfill \\
\end{gathered} $
b)
${n_{F{e_2}{{(S{O_4})}_3}}} = \dfrac{1}{2}{n_{Fe}} = 0,05mol;{n_{ZnS{O_4}}} = {n_{Zn}} = 0,1mol$
Bảo toàn nguyên tố $S$:
${n_{{H_2}S{O_4}}} = 3{n_{F{e_2}{{(S{O_4})}_3}}} + {n_{ZnS{O_4}}} + {n_{S{O_2}}} = 3.0,05 + 0,1 + 0,25 = 0,5mol$
$ \Rightarrow {m_{dd{H_2}S{O_4}}} = \dfrac{{0,5.98}}{{98\% }} = 50g$
c)
${n_{Fe{S_2}}} = \dfrac{1}{2}{n_{{H_2}S{O_4}}} = 0,25mol$
$H = 85\% \Rightarrow {n_{Fe{S_2}(tt)}} = \dfrac{{0,5}}{H} = 0,625mol$
${m_{Fe{S_2}(tt)}} = 0,625.120 = 75g$
Khối lượng quặng pirit chứa 80% $Fe{S_2}$ là: $\dfrac{{75.100}}{{80}} = 93,75g$