Hỗn hợp X gồm kim loại Cu và oxit sắt có công thức là FexOy. Hòa tan hoàn toàn 15.68g X bằng một lượng dư dd H2SO4 đặc nóng được dd Y ( chỉ chứa một muối sunfat của kim loại , ax dư , nước ) và khí SO2 . Hấp thụ toàn bộ khí SO2 bằng 500ml dd Ba(OH)2 0.2M thu được 17.36g kết tủa . Xác định công thức hóa học của oxit sắt , biết rằng cô cạn dd Y thu được 40g hỗn hợp muối khan
Quy đổi hỗn hợp X gồm Cu (x mol), Fe (y mol), O (z mol).
$\Rightarrow 64x+56y+16z=15,68$ (1)
$n_{CuSO_4}=n_{Cu}=x (mol)$
$n_{Fe_2(SO_4)_3}=0,5n_{Fe}=0,5y (mol)$
$\Rightarrow 160x+400.0,5y=40$ (2)
Bảo toàn e:
$n_{SO_2}=\dfrac{2n_{Cu}+3n_{Fe}-2n_O}{2}=x+1,5y-z (mol)$
$n_{Ba(OH)_2}=0,5.0,2=0,1(mol)$
$n_{BaSO_3}=0,08(mol)$
– TH1: dư kiềm
$Ba(OH)_2+SO_2\to BaSO_3+H_2O$
$\Rightarrow x+1,5y-z=0,08$ (3)
(1)(2)(3)$\Rightarrow y=0,052; x=0,208$
$y:z=0,052:0,208=1:4$ (loại)
– TH2: kết tủa tan
$Ba(OH)_2+SO_2\to BaSO_3+H_2O$ (*)
$Ba(OH)_2+2SO_2\to Ba(HSO_3)_2$ (**)
Gọi a, b là mol $SO_2$ (*) và (**)
$\Rightarrow a=0,08; a+0,5b=0,1$
$\Rightarrow b=0,04$
$\Rightarrow x+1,5y-z=0,08+0,04=0,12$ (4)
(1)(2)(4)$\Rightarrow y=0,12; z=0,16$
$y:z=0,12:0,16=3:4$
$\to Fe_3O_4$