Trong phòng thí nghiệm người ta điều chế oxit sắt từ Fe3O4 theo phương trình phản ứng sau: Fe + O2 → Fe3O4 a. Tính số gam sắt và thể tích oxi cần dùng để có thể điều chế được 2,32 gam oxit sắt từ b. Tính số gam Kali pemanganat KMnO4 cần dùng để có được lượng oxi dùng cho phản ứng trên. Biết KMnO4 nhiệt phân theo PTHH: 2KMnO4 → K2MnO4 + MnO2 + O2
Đáp án:
a) \({m_{Fe}} = 1,68{\text{ gam; }}{{\text{V}}_{{O_2}}} = 0,448{\text{ lít}}\)
b) \({{\text{m}}_{KMn{O_4}}} = 6,32{\text{ gam}}\)
Giải thích các bước giải:
Phản ứng xảy ra:
\(3Fe + 2{O_2}\xrightarrow{{{t^o}}}F{e_3}{O_4}\)
Ta có:
\({n_{F{e_3}{O_4}}} = \frac{{2,32}}{{56.3 + 16.4}} = 0,01{\text{ mol}} \to {{\text{n}}_{Fe}} = 3{n_{F{e_3}{O_4}}} = 0,03{\text{ mol; }}{{\text{n}}_{{O_2}}} = 2{n_{F{e_3}{O_4}}} = 0,02{\text{ mol}}\)
\(\to {m_{Fe}} = 0,03.56 = 1,68{\text{ gam; }}{{\text{V}}_{{O_2}}} = 0,02.22,4 = 0,448{\text{ lít}}\)
\(2KMn{O_4}\xrightarrow{{}}{K_2}Mn{O_4} + Mn{O_2} + {O_2}\)
\(\to {n_{KMn{O_4}}} = 2{n_{{O_2}}} = 0,02.2 = 0,04{\text{ mol}} \to {{\text{m}}_{KMn{O_4}}} = 0,04.(39 + 55 + 16.4) = 6,32{\text{ gam}}\)
$3Fe+2O_2\overset{t^o}\to Fe_3O_4$
$a/$
$n_{Fe_3O_4}=2,32/232=0,01mol$
Theo pt :
$n_{Fe}=3.n_{Fe_3O_4}=3.0,01=0,03mol$
$⇒m_{Fe}=0,03.56=1,68g$
$n_{O_2}=2.n_{Fe_3O_4}=2.0,01=0,02mol$
$⇒V_{O_2}=0,02.22,4=0,448l$
b/
$2KMnO_4\overset{t^o}\to K_2MnO_4+MnO_2+O2$
Theo pt :
$n_{KMnO_4}=2.n_{O_2}=2.0,02=0,04mol$
$⇒m_{KMnO_4}=0,04.158=6,32g$