Cho Mg vào 200ml dung dịch A chứa CuSO4 0,5M và FeSO4 1M. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 12 gam chất rắn X và dung dịch Y. Cho dung dịch Y tác dụng với dung dịch Ba(OH)2 lấy dư đến khi kết thúc các phản ứng thu được kết tủa E. Nung E trong không khí đến khối lượng không đổi thu được b gam chất rắn. Tính b.
Tính toán theo PTHH :
Mg + CuSO4 → Cu + MgSO4
Mg + FeSO4 → Fe + MgSO4
Ba(OH)2 + MgSO4 → BaSO4 + Mg(OH)2
Ba(OH)2 + FeSO4 → BaSO4 + Fe(OH)2
Mg(OH)2 → MgO + H2O
2 Fe(OH)2 + ½ O2 → Fe2O3 + 2 H2O
Giả sư dung dịch muối phản ứng hết
=> n Fe = n FeSO4 = 0,2 . 1= 0,2 mol => m Fe = 0,2 . 56 = 11,2 g
=> n Cu =n CuSO4 = 0,2 . 0,5 = 0,1 mol => m Cu = 0,1 . 64 = 6,4 g
=> m chất rắn = 11,2 + 6,4 = 17,6 g > 12 g > 6,4
=> kim loại Fe dư sau phản ứng Vì CuSO4 phản ứng trước sau đó mới đến FeSO4 phản ứng
CuSO4 đã hết và phản ứng với 1 phần FeSO4
12 g = m Cu + m Fe phản ứng = 6,4 g + m Fe phản ứng
=> m Fe = 5,6 g => n Fe = 0,1 mol => n FeSO4 dư = 0,2 – 0,1 = 0,1 mol
Theo PTHH : n Mg = 0,1 + 0,1 = 0,2 mol ( bắng số mol CuSO4 và FeSO4 phản ứng )
Theo PTHH : n Mg = n MgSO4 = n Mg(OH)2 = n MgO = 0,2 mol
n FeSO4 dư = n Fe(OH)2 = n Fe2O3 . 2 = 0,1 mol
=> n Fe2O3 = 0,1 mol
=> m chất rắn = m Fe2O3 + m MgO = 0,1 . 160 + 0,2 . 40 = 24 g
$n_{CuSO_4} = 0{,}2 \times 0{,}5 = 0{,}1 \text{ mol}$ $n_{FeSO_4} = 0{,}2 \times 1 = 0{,}2 \text{ mol}$ Phản ứng với Mg: $Mg + CuSO_4 \rightarrow MgSO_4 + Cu \downarrow$ $Mg + FeSO_4 \rightarrow MgSO_4 + Fe \downarrow$ Khối lượng chất rắn $X$: $m_{Cu} = 0{,}1 \times 63{,}5 = 6{,}35 \text{ g}$ $6{,}35 + 56x = 12 \Rightarrow x = 0{,}101 \text{ mol}$ (số mol Fe tạo ra) Số mol Fe còn lại trong dung dịch: $n_{Fe^{2+}} = 0{,}2 - 0{,}101 = 0{,}099 \text{ mol}$ Kết tủa $E$ tạo thành khi cho dung dịch Y tác dụng với Ba(OH)$2$: $n{Fe(OH)2} = 0{,}099 \text{ mol}$ $m{Fe(OH)_2} = 0{,}099 \times 90 = 8{,}91 \text{ g}$ Nung $E$ tạo Fe$2$O$3$: $n{Fe_2O_3} = \dfrac{0{,}099}{2} = 0{,}0495 \text{ mol}$ $m{Fe_2O_3} = 0{,}0495 \times 160 = 7{,}92 \text{ g}$
