Để a gam bột sắt ngoài không khí, sau một thời gian sẽ chuyển thành hỗn hợp A có khối lượng 75,2 gam gồm Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4. Cho hỗn hợp A phản ứng hết với dung dịch H2SO4 đậm đặc 98%, nóng thu được 6,72 lit khí SO2( đktc).
a. Xác định giá trị a.
b. Tính khối lượng dung dịch axit đặc đã dùng hết trong phản ứng trên.
a) Coi A gồm Fe và O2, gọi nFe là x, nO2 là y
=> 56x + 32y = 75,2 (1)
Fe => Fe(+3) + 3e
x------------------>3x
O2 + 4e => 2O(-2)
y----->4y
S(+6) + 2e => S(+4)
______0,6<---0,3
=> 3x - 4y = 0,6 (2)
(1) & (2) => x = 1; y = 0,6
=> a = 56g
b) n H2SO4= 2nSO2= 0,6 mol => m H2SO4= 58,8 g
=> m dd= 60 g
Lâu rồi không vô hóa nay thấy nhộn nhịp ghê ta.
a/ Bản chất Fe3O4 chính là hỗn hợp FeO và Fe2O3. Vậy ta có thể xem hỗn hợp A chỉ có 2 chất là Fe và Fe3O4.
Gọi số mol của Fe tạo Fe3O4 là x, số mol Fe còn lại là y.
\(3Fe\left(x\right)+2O_2\left(\dfrac{2x}{3}\right)\rightarrow Fe_3O_4\left(\dfrac{x}{3}\right)\)
\(2Fe_3O_4\left(\dfrac{x}{3}\right)+10H_2SO_4\left(\dfrac{5x}{3}\right)\rightarrow3Fe_2\left(SO_4\right)_3\left(\dfrac{x}{2}\right)+SO_2\left(\dfrac{x}{6}\right)+10H_2O\)
\(2Fe\left(y\right)+6H_2SO_4\left(3y\right)\rightarrow Fe_2\left(SO_4\right)_3\left(\dfrac{y}{2}\right)+3SO_2\left(\dfrac{3y}{2}\right)+6H_2O\)
Theo đề bài ta có:
\(56y+\dfrac{232x}{3}=75,2\left(1\right)\)
Ta có: \(n_{SO_2}=\dfrac{6,72}{22,4}=0,3=\dfrac{x}{6}+\dfrac{3y}{2}\left(2\right)\)
Từ (1) và (2) ta có hệ: \(\left\{{}\begin{matrix}56y+\dfrac{232x}{3}=75,2\\\dfrac{x}{6}+\dfrac{3y}{2}=0,3\end{matrix}\right.\)
\(\Leftrightarrow\left\{{}\begin{matrix}x=0,9\\y=0,1\end{matrix}\right.\)
\(\Rightarrow\left\{{}\begin{matrix}n_{Fe}=0,9+0,1=1\\n_{H_2SO_4}=\dfrac{5.0,9}{3}+3.0,1=1,8\end{matrix}\right.\)
\(\Rightarrow\left\{{}\begin{matrix}a=1.56=56\left(g\right)\\m_{H_2SO_4}=1,8.98=176,4\left(g\right)\end{matrix}\right.\)
\(\Rightarrow m_{ddH_2SO_4}=\dfrac{176,4}{98\%}=180\left(g\right)\)
PS: Vầy ngắn chưa cô Vân 
Cô ơi cho e sửa cái ạ
Quy hỗn hợp A về hỗn hợp gồm 2 nguyên tố: Fe (x mol) và O (y mol).
Ta có hệ pt:
(1) m hỗn hợp = 56x + 16y = 75,2 (g)
(2) Bảo toàn e:
Fe(0) -----> Fe(+3) + 3e -----> n e cho = 3x
O(0) + 2e -----> O(-2) và S(+6) + 2e -----> S(+4) -----> n e nhận = 2y + 2nSO2 = 2y + 0,6
n e cho = n e nhận -----> 3x - 2y = 0,6
Giải hệ pt trên được x=1 và y = 1,2 (mol).
-----> a= 56x = 56 (g)
b)
Bảo toàn nguyên tố Fe ta có: nFe2(SO4)3 = 1/2 nFe = 0,5 mol -----> nS (trong muối) = 1,5 mol
Bảo toàn nguyên tố S trước và sau pư ta có: nH2SO4 = nS (trong muối) + nS (trong SO2) = 1,5 + 0,3 = 1,8 (mol)
-----> m dung dịch H2SO4 đã dùng = 180g.
b. Ta có: \(n_{SO_2}=\dfrac{6,72}{22,4}=0,3\left(mol\right)\)
\(2Fe+6H_2SO_{4\left(đặc\right)}->Fe_2\left(SO_4\right)_3+3SO_2+6H_2O\)
0,2(mol) 0,6(mol) 0,3(mol)
\(\Rightarrow m_{H_2SO_4}=0,6.98=58,8\left(g\right)\)
\(\Rightarrow m_{dd}=\dfrac{58,8.100}{98}=60\left(g\right)\)
a. \(2Fe+O_2->2FeO\)
\(4Fe+3O_2->Fe_2O_3\)
\(3Fe+2O_2->Fe_3O_4\)
=>\(\dfrac{m_{FeO}}{m_{Fe}}=\dfrac{2.\left(56+16\right)}{2.56}=\dfrac{9}{14}\Rightarrow m_{FeO}=\dfrac{9}{14}m_{Fe}\)
Tương tự:\(m_{Fe_2O_3}=\dfrac{10}{7}m_{Fe}\);\(m_{Fe_3O_4}=\dfrac{29}{21}m_{Fe}\)
Ta có: \(m_{Fe}+m_{FeO}+m_{Fe_2O_3}+m_{Fe_3O_4}=75,2\)
\(\Leftrightarrow0,2.56+\dfrac{9}{14}m_{Fe}+\dfrac{10}{7}m_{Fe}+\dfrac{29}{21}m_{Fe}=75,2\)
\(\Leftrightarrow\dfrac{145}{42}m_{Fe}=64\)
\(\Leftrightarrow m_{Fe}=\dfrac{2688}{145}\approx18,5\left(g\right)\Rightarrow a=18,5\left(g\right)\)
\(Fe+O_2-t^o->A\)
\(n_{Fe}=\dfrac{a}{56}\left(mol\right)\)
\(Fe^0\left(\dfrac{a}{56}\right)->Fe^{3+}+3e\left(\dfrac{3a}{56}\right)\)\((1)\)
\(Theo (1): n_e (nhương)=\dfrac{3a}{56}(mol)\)
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng, ta có:
\(m_{O_2}=\left(75,2-a\right)\left(g\right)\)
\(\Rightarrow n_{O_2}=\dfrac{75,2-a}{32}\)\((mol)\)
\(\Rightarrow n_O=\dfrac{75,2-a}{16}\)\((mol)\)
Ta thấy, khi cho Fe ngoài không khí, sau 1 thời gian sẽ bị oxi hóa dần thành Sắt (III) Oxit vì lượng O2 cung cấp cho phản ứng khử có dư
\(\Rightarrow O^O\left(\dfrac{75,2-a}{16}\right)+2e\left(\dfrac{75,2-a}{8}\right)->O^{2-}\)\(\left(2\right)\)
Theo đề, cho hỗn hợp A tác dụng với H2SO4 đặc nóng thì giải phóng khí SO2
=> Fe trong A đã tác dụng với H2SO4 đn
\(n_{S^{4+}}=\dfrac{6,72}{22,4}=0,3\left(mol\right)\)
Ta có: \(S^{6+}+2e\left(0,6\right)->S^{4+}\left(0,3\right)\)\(\left(3\right)\)
\(Theo\left(2\right),\left(3\right):n_2\left(nhân\right)=\left[\dfrac{75,2-a}{8}+0,6\right]\left(mol\right)\)
Mà \(n_e\left(nhương\right)=n_e\left(nhân\right)\)
\(\Leftrightarrow\dfrac{3a}{56}=\dfrac{75,2-a}{8}+0,6\)
\(\Leftrightarrow a=56\)
\(b)\)
\(2Fe\left(d\right)+6H_2SO_4\left(đăc\right)-t^o->Fe_2\left(SO_4\right)_3+3SO_2\left(1,5d\right)+6H_2O\)\((4)\)
Gọi a, b, c, d lần lượt là số mol của FeO, Fe2O3, Fe3O4, Fe có trong hỗn hợp A
Ta có: \(\left\{{}\begin{matrix}a+2b+3c+d=1\\0,5a+1,5b+2c=0,6\\72a+160b+232c+56d=75,2\\1,5d=0,3\end{matrix}\right.\)
\(\Leftrightarrow\left\{{}\begin{matrix}a+2b+3c=0,8\\0,5a+1,5b+2c=0,6\\72a+160b+232c=64\\d=0,2\end{matrix}\right.\)
\(.......................................................\)
