Hòa tan hoàn toàn 4 gam hõn hợp Fe và Cu bằng một lượng dư H2SO4 đặc nóng thu được khí A và dung dịch B. Hấp thụ hoàn toàn khí A vào 125 gam dung dịch NaOH, rồi đem cô cạn dung dịch tạo thành được 16,6 gam chất rắn C. Mặt khác cho lượng dư dung dịch NaOH vào dung dịch B, phản ứng xong lọc lấy kết tủa tạo thành, nung đến khối lượng không đổi thu được 5,6 gam chất rắn E. Tính nồng dộ % của dung dịch NaOH đã dùng.
Gọi số mol Fe, Cu trong hỗn hợp là x, y
mhh = 56x + 64y = 4(g) (1)
2Fe + 6H2SO4 đn → Fe2(SO4)3 + 3SO2↑ + 6H2O
x___________________\(\frac{x}{2}\)_________\(\frac{3x}{2}\)
Cu + 2H2SO4 đn → CuSO4 + SO2↑ + 2H2O
y __________________y_______ y
Dung dịch B gồm: Fe2(SO4)3 (\(\frac{x}{2}\)mol); CuSO4 (y mol), H2SO4 dư
Cho B tác dụng với NaOH dư:
2NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + 2H2O
Fe2(SO4)3 + 6NaOH → 2Fe(OH)3↓ + 3Na2SO4
\(\frac{x}{2}\)______________________x
CuSO4 + 2NaOH → Cu(OH)2↓ + Na2SO4
y___________________y
Nung kết tủa đến khối lượng không đổi:
2Fe(OH)3 \(\underrightarrow{^{to}}\)Fe2O3 + 3H2O
x___________\(\frac{x}{2}\)__________
Cu(OH)2 \(\underrightarrow{^{to}}\) CuO + H2O
y_________y
mcr E = mFe2O3 + mCuO
→ 80x + 80y = 5,6 (2)
Từ (1) và (2) → x = 0,06; y = 0,01
\(n_{SO2}=\frac{3.0,06}{2}+0,01=0,1\left(mol\right)\)
SO2 + 2NaOH → Na2SO3 + H2O
0,1_____0,2 ______0,1
mNa2SO3 = 0,1 . 126 = 12,6 (g) < 16,6
→ C còn NaOH dư
mNaOH dư = 16,6 - 12,6 = 4 (g)
mNaOH đã dùng = 0,2 . 40 + 4 = 12 (g)
\(C\%_{NaOH}=\frac{12}{125}.100\%=9,6\%\)
