Trong phòng thí nghiệm người ta điều chế oxit sắt từ Fe3O4 bằng cách dùng oxi hóa sắt ở nhiệt độ cao.
a) Tính số gam sắt và oxi cần dùng để điều chế được 2,32g oxi sắt từ?
b) Tính số gam kali pemanganat KMnO4 cần dùng để có được lượng oxi dùng cho phản ứng trên, biết rằng khi nung nóng 2 mol KMnO4 thì thu được 1 mol O2.
Đáp án:
\({m_{Fe}} = 1,68{\text{ gam;}}{{\text{m}}_{{O_2}}} = 0,64{\text{ gam}}\)
\({m_{KMn{O_4}}} = 6,32{\text{ gam}}\)
Giải thích các bước giải:
Phản ứng xảy ra:
\(3Fe + 2{O_2}\xrightarrow{{{t^o}}}F{e_3}{O_4}\)
Ta có:
\({n_{F{e_3}{O_4}}} = \frac{{2,32}}{{56.3 + 16.4}} = 0,01{\text{ mol}}\)
\( \to {n_{Fe}} = 3{n_{F{e_3}{O_4}}} = 0,03{\text{ mol}}\)
\({n_{{O_2}}} = 2{n_{F{e_3}{O_4}}} = 0,02{\text{ mol}}\)
\( \to {m_{Fe}} = 0,03.56 = 1,68{\text{ gam;}}{{\text{m}}_{{O_2}}} = 0,02.32 = 0,64{\text{ gam}}\)
Phản ứng điều chế \(O_2\)
\(2KMn{O_4}\xrightarrow{{{t^o}}}{K_2}Mn{O_4} + Mn{O_2} + {O_2}\)
Ta có:
\({n_{KMn{O_4}}} = 2{n_{{O_2}}} = 0,02.2 = 0,04{\text{ mol}}\)
\( \to {m_{KMn{O_4}}} = 0,04.(39 + 55 + 16.4) = 6,32{\text{ gam}}\)
` 3Fe + 2O_2 \to Fe_3O_4`
`a)`
` n_(Fe_3O_4) = (2,32)/(56*3+16*4) = 0,01` mol
` 3Fe + 2O_2 \to Fe_3O_4`
Theo PT ` 3` mol `Fe – 2` mol `O_2 \to 1` mol `Fe_3O_4`
Theo BR ` 0,03` mol `Fe – 0,02` mol `O_2 \to 0,01` mol `Fe_3O_4`
` => m_(Fe) = 0,03 * 56 = 1,68g`
` => m_(O_2) = 0,02 * 32 = 0,64g`
`b)`
Nung nóng 2 mol KMnO4 thì thu được 1 mol O2.
` => n_(KMnO_4) = 2 n_(O_2)`
` => n_(KMnO_4) = 2 * 0,02 = 0,0 `mol
` => m_(KMnO_4) = 0,04 * 158 = 6,32g`