Câu III
1. Cho m gam hỗn hợp X gồm Na2CO3, MgO, a mol Fe3O4 và 2a mol KHCO3 vào 400 gam dung dịch H2SO4 17,15%. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thi được khí CO2 ; dung dịch chứa (m+42,68) gam muôi sunfat trung hòa và 345,44, gam nước. Tìm giá trị của m và a.
2. Cho b gam hỗn hợp oxit sắt gồm FeO, Fe2O3, Fe3O4 tan vừa hết trong dung dịch H2SO4 loãng tạo thành dung dịch Y, cô cạn dung dịch Y, thu được 70,4 gam muối khan. Mặt khác nếu sục khí clo dư vào dung dịch Y rồi cô cạn thì thu được 77,5 gam muối khan. Hãy tính b
Câu 1 :
\(\text{mH2SO4 = mdd H2SO4×C%:100% = 400 × 17,15% :100% = 68,6 (g)}\)
=> mH2O trong dd H2SO4 = 400 – 69,6 = 331,4 (g)
=> nH2SO4 = mH2SO4 : M H2SO4 = 68,6 : 98 = 0,7 (mol)
mH2O sinh ra do pư = 345,44 – m H2O trong dd H2SO4 = 345,44 – 331,4 = 14,04 (g)
\(\text{=> nH2O sinh ra = 14,04 : 18 = 0,78 (mol)}\)
\(\text{m (g) hhX + 400 gam H2SO4 → (m+ 42,68) gam muối sunfat + CO2 + 345,44 gam H2O}\)
Bảo toàn khối lượng ta có:
\(\text{m + 400 = m + 42,68 + mCO2 + 345,44}\)
\(\text{=> mCO2 = 400 – 42,68 – 345,44 = 11,88 (g)}\)
\(\text{=> nCO2 = 11,88 : 44 = 0,27 (mol)}\)
BTNT “H” có: nH(trong KHCO3) + nH (trong H2SO4) = nH(trong H2O)
\(\text{→ 2a + 2×0,7 = 2×0,78}\)
→ 2a = 0,16
→ a = 0,08 (mol)
→ nFe3O4 = 0,08 (mol) và nKHCO3 = 0,16 (mol)
Bảo toàn nguyên tố “C” có: nCO2 = nNa2CO3 + nKHCO3
\(\text{→ 0,27 = nNa2CO3 + 0,16}\)
\(\text{→ nNa2CO3 = 0,27 – 0,16 = 0,11 (mol)}\)
\(\text{Na2CO3 + H2SO4 → Na2SO4 + CO2 + H2O (1)}\)
\(\text{MgO + H2SO4 → MgSO4 + H2O (2)}\)
\(\text{Fe3O4 + 4H2SO4 → Fe2(SO4)3 + FeSO4 + 4H2O (3)}\)
\(\text{KHCO3 + H2SO4 → K2SO4 + CO2 + H2O (4)}\)
Theo các PTHH trên ta có:
Ta có: nH2SO4 = nNa2CO3 + nMgO + 1/4 nFe3O4 + nKHCO3
\(\text{→ 0,7 = 0,11 + nMgO + 1/4 ×0,08 + 0,16}\)
\(\text{→ nMgO = 0,52 (mol)}\)
Vậy hhX gồm: Na2CO3: 0,11 (mol); MgO: 0,52 (mol); Fe3O4: 0,08 (mol) và KHCO3: 0,16 (mol)
\(\text{→ mX = 0,11×106 + 0,52×40 + 0,08×232 + 0,16×100 = 67,02}\)
Câu 2 :
Do Fe3O4 = FeO.Fe2O3 nên ta quy đổi hỗn hợp thành FeO và Fe2O3
Đặt nFeO = a và nFe2O3 = b (mol)
- Khi FeO, Fe2O3 tác dụng với H2SO4:
\(\text{FeO + H2SO4 -> FeSO4 + H2O}\)
x--------------------->x
\(\text{Fe2O3 + 3H2SO4 -> Fe2(SO4)3 + 3H2O}\)
y-------------------------> y
\(\text{=> m muối = 152x + 400y = 70,4 (1)}\)
- Sục Cl2 dư vào dd Y:
\(\text{6FeSO4 + 3Cl2 -> 2Fe2(SO4)3 + 2FeCl3}\)
------------------------->x/3------------------>x/3
=> Muối chứa:
\(\text{nFe2(SO4)3 = x/3+y (mol)}\)
\(\text{nFeCl3 = x/3 (mol)}\)
=> m muối \(\text{= 400(x/3+y) + 162,5.(x/3) = 77,5 (2)}\)
Giải (1) (2) được x = 0,2 và y = 0,1
=> b = m hỗn hợp\(\text{= 0,2.72 + 0,1.160 = 30,4 gam }\)
