Hòa tan hoàn toàn 42,4 gam hỗn hợp X gồm FexOy và Cu bằng dung dịch H2SO4 đặc nóng, vừa đủ thu được dung dịch Y chỉ chứa 93,6 gam hỗn hợp hai muối sunfat trung hòa và 4,48 lit khí SO2 (sản phẩm khử duy nhất ở đktc). a. Xác định công thức phân tử của FexOy. b. Cho 42,4 gam X vào dung dịch HCl dư. Sau phản ứng còn lại m gam chất rắn không tan. Tính m. (Làm chi tiết phần b giúp em với!)
a)
Coi hỗn hợp X gồm $Fe(a\ mol) ; O(b\ mol) ; Cu(c\ mol)$
$\Rightarrow 56a + 16b + 64c = 42,4(1)$
TH1 : Nếu Y gồm muối sắt III
Sau phản ứng, Y gồm :
$Fe_2(SO_4)_3 : 0,5a(mol)$
$CuSO_4 : c(mol)$
$\Rightarrow 0,5a.400 + 160c = 93,6(2)$
$n_{SO_2} = 0,2(mol)$
Bảo toàn electron: $3n_{Fe} + 2n_{Cu} = 2n_O + 2n_{SO_2}$
$\Rightarrow 3a + 2c = 2b + 0,2.2(3)$
Từ (1)(2)(3) suy ra a = 0,06 ; b = 0,4 ; c = 0,51
$n_{Fe} : n_O = 0,06 : 0,4 = 3 : 20$ (loại)
TH2 : Nếu Y gồm muối sắt II
Y gồm :
$FeSO_4 : a(mol)$
$CuSO_4 : c(mol)$
$\Rightarrow 152a + 160c = 93,6(4)$
Bảo toàn electron : $2n_{Fe} + 2n_{Cu} = 2n_O + 2n_{SO_2}$
$\Rightarrow 2a + 2c = 2b + 0,2.2(5)$
Từ (1)(4)(5) suy ra a = 0,3 ; b = 0,4 ; c = 0,3
Ta có $n_{Fe} : n_O = 0,3 : 0,4$ Vậy oxit là $Fe_3O_4$
b) $n_{Fe_3O_4} = \dfrac{1}{3}n_{Fe} = 0,1(mol)$
\(Fe_3O_4+8HCl\text{→}2FeCl_3+FeCl_2+4H_2O\)
0,1 0,2 (mol)
\(2FeCl_3+Cu\text{→}CuCl_2+2FeCl_2\)
0,2 0,1 (mol)
$\Rightarrow n_{Cu\ dư} = 0,3 - 0,1 = 0,2(mol)$
$m = 0,2.64 = 12,8(gam)$
