Nung 31,32 gam hỗn hợp X gồm FexOy và sắt (II) cacbonat trong không khí đến khối lượng không đổi. Sau khi
phản ứng kết thúc, thu được 26,40 gam một oxit sắt duy nhất và V lít (đktc) khí CO2. Hấp thụ hết lượng khí CO2 vào 120 ml dung dịch Ca(OH)2 1M, kết thúc phản ứng thu được 9,00 gam kết tủa.
a) Viết các phương trình phản ứng hóa học xảy ra.
b) Hãy xác định công thức FexOy, tính V và phần trăm về khối lượng của FexOy trong hỗn hợp rắn X.
Nung 31,32 gam hỗn hợp X gồm FexOy và sắt (II) cacbonat trong không khí đến khối lượng không đổi. Sau khi phản ứng kết thúc, thu được 26,40 gam một ox
By Savannah
Đáp án:
$F{e_3}{O_4}$; ${V_{C{O_2}}} = 3,36(l)$; $ \% {m_{F{e_2}{O_3}}} = 44,44\% $
Giải thích các bước giải:
a) $4FeC{O_3} + {O_2}\xrightarrow{{{t^o}}}2F{e_2}{O_3} + 4C{O_2}$
$2F{e_x}{O_y} + \dfrac{{3x – 2y}}{2}{O_2}\xrightarrow{{{t^o}}}xF{e_2}{O_3}$
b) ${n_{F{e_2}{O_3}}} = \dfrac{{26,4}}{{160}} = 0,165mol$
${n_{CaC{O_3}}} = 0,09mol;{n_{Ca{{(OH)}_2}}} = 0,12mol$
+ TH1: $C{O_2} + Ca{(OH)_2}$ → $CaC{O_3} + Ca{(OH)_2}$ dư
⇒ ${n_{C{O_2}}} = {n_{CaC{O_3}}} = 0,09mol$
$ \Rightarrow {n_{FeC{O_3}}} = 0,09mol \Rightarrow {m_{FeC{O_3}}} = 10,44g$
Bảo toàn nguyên tố $Fe$: ${n_{Fe(oxit)}} + {n_{FeC{O_3}}} = 2{n_{F{e_2}{O_3}}} = 0,33mol$
$ \Rightarrow {n_{Fe(oxit)}} = 0,33 – 0,09 = 0,24mol$
${m_X} = {m_{Fe(oxit)}} + {m_{O(oxit)}} + {m_{FeC{O_3}}} = 31,32$
$ \Rightarrow {m_{O(oxit)}} = 31,32 – 10,44 – 0,24.56 = 7,44g \Rightarrow {n_{O(oxit)}} = 0,465mol$
$ \Rightarrow \dfrac{x}{y} = \dfrac{{{n_{Fe}}}}{{{n_O}}} = \dfrac{{0,24}}{{0,465}} = \dfrac{1}{2}$
⇒ oxit sắt là $F{e}{O_2}$ (vô lí)
+ TH2: dung dich có 2 muối $CaC{O_3}$; $Ca{(HC{O_3})_2}$
Bảo toàn nguyên tố $Ca$: ${n_{Ca{{(HC{O_3})}_2}}} = {n_{Ca{{(OH)}_2}}} – {n_{CaC{O_3}}} = 0,12 – 0,09 = 0,03mol$
Bảo toàn nguyên tố $C$: ${n_{C{O_2}}} = {n_{CaC{O_3}}} + 2{n_{Ca{{(HC{O_3})}_2}}} = 0,09 + 0,03.2 = 0,15mol$
$ \Rightarrow {n_{FeC{O_3}}} = 0,15mol \Rightarrow {m_{FeC{O_3}}} = 17,4g$
Bảo toàn nguyên tố $Fe$: ${n_{Fe(oxit)}} + {n_{FeC{O_3}}} = 2{n_{F{e_2}{O_3}}} = 0,33mol$
$ \Rightarrow {n_{Fe(oxit)}} = 0,33 – 0,15 = 0,18mol$
${m_X} = {m_{Fe(oxit)}} + {m_{O(oxit)}} + {m_{FeC{O_3}}} = 31,32$
$ \Rightarrow {m_{O(oxit)}} = 31,32 – 17,4 – 0,18.56 = 3,84g \Rightarrow {n_{O(oxit)}} = 0,24mol$
$ \Rightarrow \dfrac{x}{y} = \dfrac{{{n_{Fe}}}}{{{n_O}}} = \dfrac{{0,18}}{{0,24}} = \dfrac{3}{4}$
⇒ oxit sắt là $F{e_3}{O_4}$
${V_{C{O_2}}} = 0,15.22,4 = 3,36(l)$
${m_{F{e_2}{O_3}}} = 31,32 – 17,4 = 13,92g$
$ \Rightarrow \% {m_{F{e_2}{O_3}}} = \dfrac{{13,92}}{{31,32}}.100\% = 44,44\% $