Question

[Nguyễn Ngọc Huy Toàn]

Hòa tan hoàn toàn 8,0 gam hỗn hợp A gồm Cu và Fe₃O₄ bằng dung dịch H₂SO₄ thì thu được dung dịch B và 0,4 gam chất rắn K không tan. Cô cạn dung dịch B thì thu được 17,2 gam muối

Mặt khác hòa tan hoàn toàn 8,0 gam hỗn hợp A trên bằng lượng dư dung dịch H₂SO₄ đặc, đun nóng thì thu được khí SO₂ ( sản phẩm khử duy nhất ). Hấp thụ hoàn toàn lượng khí SO₂ sinh ra vào 40 ml dung dịch KMnO₄ 1,0M thu được dung dịch D

a. Viết PTHH các phản ứng xảy ra

b. Tính khối lượng của từng muối có trong B

c. Tính nồng độ mol của các chất tan có trong D, biết thể tích dung dịch thay đổi không đáng kể

Answer 1

[Lê Ng Hải Anh]

a, \(Fe_3O_4+4H_2SO_4\rightarrow FeSO_4+Fe_2\left(SO_4\right)_3+4H_2O\) (1)

\(Cu+Fe_2\left(SO_4\right)_3\rightarrow CuSO_4+2FeSO_4\) (2)

\(Cu+2H_2SO_{4\left(đ\right)}\underrightarrow{t^o}CuSO_4+SO_2+2H_2O\) (3)

\(2Fe_3O_4+10H_2SO_{4\left(đ\right)}\underrightarrow{t^o}3Fe_2\left(SO_4\right)_3+SO_2+10H_2O\) (4)

\(5SO_2+2KMnO_4+2H_2O\rightarrow2MnSO_4+K_2SO_4+2H_2SO_4\) (5)

b, - K là Fe₃O₄ dư. → m_{Fe3O4 (dư)} = 0,4 (g)

- B gồm: CuSO₄, FeSO₄ và Fe₂(SO₄)₃.

Gọi: số mol Cu, Fe₃O₄ pư với H₂SO₄ loãng lần lượt là: x, y (mol)

⇒ 64x + 232y = 8 - 0,4 (1)

Theo PT: \(\left\{{}\begin{matrix}n_{FeSO_4\left(1\right)}=n_{Fe_2\left(SO_4\right)_3\left(1\right)}=n_{Fe_3O_4}=y\left(mol\right)\\n_{CuSO_4}=n_{Fe_2\left(SO_4\right)_3\left(2\right)}=n_{Cu}=x\left(mol\right)\\n_{FeSO_4\left(2\right)}=2n_{Cu}=2x\left(mol\right)\end{matrix}\right.\)

→ Trong B có: CuSO₄: x (mol), FeSO₄: y + 2x (mol) và Fe₂(SO₄)₃: y - x (mol)

⇒ 160x + 152(y+2x) + 400(y-x) = 17,2 (2)

Từ (1) và (2) \(\Rightarrow\left\{{}\begin{matrix}x=0,01\left(mol\right)\\y=0,03\left(mol\right)\end{matrix}\right.\)

⇒ m_CuSO4 = 0,01.160 =1,6 (g)

m_FeSO4 = (0,03+2.0,01).152 = 7,6 (g)

m_Fe2(SO4)3 = (0,03-0,01).400 = 8 (g) 

c, Trong 8 (g) hh có Cu: 0,01 (mol) và Fe₃O₄: 0,03 + 0,4/232 = 23/725 (mol)

Theo PT: \(n_{SO_2}=n_{Cu}+\dfrac{1}{2}n_{Fe_3O_4}\approx0,026\left(mol\right)\)

\(n_{KMnO_4}=0,04.1=0,04\left(mol\right)\)

Xét tỉ lệ: \(\dfrac{0,026}{5}< \dfrac{0,04}{2}\), ta được KMnO₄ dư.

Theo PT: \(\left\{{}\begin{matrix}n_{KMnO_4\left(pư\right)}=n_{MnSO_4}=n_{H_2SO_4}=\dfrac{2}{5}n_{SO_2}=0,0104\left(mol\right)\\n_{K_2SO_4}=\dfrac{1}{5}n_{SO_2}=0,0052\left(mol\right)\end{matrix}\right.\)

\(\Rightarrow n_{KMnO_4\left(dư\right)}=0,04-0,0104=0,0296\left(mol\right)\)

\(\Rightarrow\left\{{}\begin{matrix}C_{M_{KMnO_4}\left(dư\right)}=\dfrac{0,0296}{0,04}=0,74\left(M\right)\\C_{M_{MnSO_4}}=C_{M_{H_2SO_4}}=\dfrac{0,0104}{0,04}=0,26\left(M\right)\\C_{M_{K_2SO_4}}=\dfrac{0,0052}{0,04}=0,13\left(M\right)\end{matrix}\right.\)