Question

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, Fe₂O_3, 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

Answer 1

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)

→ n_Fe3O4 = 0,08 (mol) và n_KHCO3 = 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: n_H2SO4 = n_Na2CO3 + n_MgO + 1/4 n_Fe3O4 + n_KHCO3

_{\(\text{→ 0,7 = 0,11 + nMgO + 1/4 ×0,08 + 0,16}\)}

\(\text{→ nMgO = 0,52 (mol)}\)

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\(\text{= 0,2.72 + 0,1.160 = 30,4 gam }\)