Nung 9,28 gam hỗn hợp A gồm FeCO3 và một oxit sắt trong không khí đến khối lượng không đổi. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 8 gam một oxit sắt duy nhất và khí CO2. Hấp thụ hết lượng khí CO2 vào 300 ml dung dịch Ba(OH)2 0,1M, kết thúc phản ứng thu được 3,94 gam kết tủa. Tìm công thức hoá học của oxit sắt.
A. FeO
B. Fe2O3
C. Fe3O4
D. FeO hoặc Fe2O3
Đáp án C
Gọi công thức tổng quát của oxit sắt là FxOy ( x, y ∈ N*)
PTHH: 4FeCO3 + O2 → t 0 2Fe2O3 + 4CO2 (1)
2FxOy + 3 x - 2 y 2 O2 → t 0 xFe2O3 (2)
n F e 2 O 3 = 8 160 = 0 , 05 m o l n B a ( O H ) 2 = 0 , 3 . 0 , 1 = 0 , 03 m o l n B a C O 3 = 3 , 94 197 = 0 , 02 m o l
Cho CO2 vào dung dịch Ba(OH)2
PTHH: CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3 (3)
Có thể: 2CO2 + Ba(OH)2 → Ba(HCO3)2 (4)
Trường hợp 1: Xảy ra các phản ứng 1, 2, 3
Theo PT(1), (3): n F e C O 3 = n C O 2 = n B a C O 3 = 0 , 02 m o l
Theo (1):
n
F
e
2
O
3
=
1
2
n
F
e
C
O
3
=
0
,
01
m
o
l
⇒
n
F
e
2
O
3
(
p
ư
2
)
=
0
,
05
-
0
,
01
=
0
,
04
m
o
l
Theo PT(2): n F e x O y = 2 x n F e C O 3 = 2 x . 0 , 04 = 0 , 08 x m o l
Theo bài ra: mhỗn hợp = m F e C O 3 + m F e x O y = 9 , 28 g a m
⇔ 0 , 02 . 116 + 0 , 08 x . 56 x + 16 y = 9 , 28 ⇔ x y = 16 31 ( l o ạ i )
Trường hợp 2: Xảy ra các phản ứng 1, 2, 3, 4
Theo PT (3):
n C O 2 = n B a C O 3 = 0 , 02 m o l n C O 2 ( p ư 4 ) = 2 ( 0 , 03 - 0 , 02 ) = 0 , 02 m o l ⇒ ∑ n C O 2 = 0 , 04 m o l
Theo PT(1), (3): n F e C O 3 = n C O 2 = 0 , 04 m o l
Theo (1): n F e 2 O 3 = 1 2 n F e C O 3 = 0 , 02 m o l
⇒ n F e 2 O 3 ( 2 ) = 0 , 05 - 0 , 02 = 0 , 03 m o l
Theo PT(2): n F e x O y = 2 x n F e 2 O 3 = 2 x . 0 , 03 = 0 , 06 x m o l
Theo bài ra: mhỗn hợp = m F e C O 3 + m F e x O y = 9 , 28 g a m
⇔ 0 , 04 . 116 + 0 , 06 x . ( 56 x + 16 y ) = 9 , 28 ⇔ x y = 3 4 ⇒ x = 3 ; y = 4
Vậy công thức oxit sắt là Fe3O4 ( sắt từ oxit)