(1,0 điểm) Cho 51,1 gam hỗn hợp X gồm FeCO3, Fe, FexOy, Fe(OH)3 tác dụng với lượng dư dung dịch

Câu hỏi số 814374:

Vận dụng

(1,0 điểm) Cho 51,1 gam hỗn hợp X gồm FeCO₃, Fe, Fe_xO_y, Fe(OH)₃ tác dụng với lượng dư dung dịch H₂SO₄ đặc nóng thu được dung dịch Y và hỗn hợp khí Z gồm 0,25 mol SO₂ và 0,1 mol CO₂. Cho Y tác dụng với lượng dư dung dịch NaOH, thu được 64,2 gam kết tủa. Mặt khác, 51,1 gam hỗn hợp X tác dụng với dung dịch HCl, thu được dung dich T chỉ chứa muối và khí CO₂ duy nhất. Cho T tác dụng với dung dịch AgNO₃ dư, thu được m gam kết tủa. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Tính % khối lượng Fe(OH)₃ có trong X và giá trị của m.

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:814374

Phương pháp giải

Sơ đồ phản ứng:

Phản ứng với H₂SO₄ đặc, nóng:

Cách 1: Tính theo phương trình phản ứng

Cách 2: Sử dụng bảo toàn nguyên tố

$\left. n_{Fe{(OH)}_{3}}\Rightarrow{\sum n_{Fe(X)}} \right.$

- Bảo toàn nguyên tố S:$\left. {\sum n_{S}} = n_{SO_{2}} + 3n_{Fe_{2}{(SO_{4})}_{3}}\Rightarrow n_{H_{2}SO_{4}}\Rightarrow m_{H_{2}SO_{4}pu} \right.$

- Bảo toàn khối lượng ta có: $\left. m_{X}\ + \ 112,7 = m_{Fe_{2}{(SO_{4})}_{3}} + \ m_{SO_{2}} + m_{CO_{2}} + \ m_{H_{2}O}\Rightarrow m_{H_{2}O} \right.$

- Bảo toàn nguyên tố H:$\left. n_{H\text{~(}X)}\ + \ 2.n_{H_{2}SO_{4}} = 2n_{H_{2}O}\Rightarrow n_{H\text{~(}X)} \right.$

$\left. \Rightarrow n_{Fe{(OH)}_{3}} = \dfrac{n_{H/X}}{3}\Rightarrow\% m_{Fe{(OH)}_{3}/X} \right.$

-X có chứa Fe, C, O, H:

$m_{Fe}\ + \ m_{C}\ + \ m_{O}\ + \ m_{H}\ = \ 51,1$

$\left. n_{C} = n_{CO_{2}} = 0,1\,\,(mol)\Rightarrow n_{O(X)} \right.$

- Bảo toàn nguyên tố O:$\left. n_{O(X)} = 2n_{CO_{2}} + n_{H_{2}O}\Rightarrow n_{H_{2}O} \right.$

- Bảo toàn nguyên tố H: $\left. n_{H(X)} + \ n_{HCl}\ = \ 2.n_{H_{2}O}\Rightarrow n_{HCl} \right.$

- Bảo toàn mol Cl: $n_{HCl} = n_{AgCl}$

$\left. T\left\{ \begin{array}{l} {FeCl_{3}:\,\, a\,\, mol} \\ {FeCl_{2}:b\,\, mol} \end{array} \right.\Rightarrow\left\{ \begin{array}{l} {3a\mspace{6mu} + \mspace{6mu} 2b\mspace{6mu} = \mspace{6mu} 1,3\mspace{6mu}(BT\mspace{6mu} mol\mspace{6mu} Cl)} \\ {a + b = 0,6\,\,\,(BT\mspace{6mu} mol\, Fe)} \end{array} \right.\Rightarrow\left\{ \begin{array}{l} {n_{FeCl_{3}} = a} \\ {n_{FeCl_{2}} = b} \end{array} \right. \right.$

$m = m_{Ag} + m_{AgCl}$

Giải chi tiết

Sơ đồ phản ứng:

Phản ứng với H₂SO₄ đặc, nóng:

$n_{Fe{(OH)}_{3}} = \dfrac{64,2}{107} = 0,6(mol)$

2FeCO₃ + 4H₂SO₄ _đặc $\xrightarrow{{}}$ Fe₂(SO₄)₃ + SO₂ + 2CO₂ + 4H₂O

0,1 ⟵ 0,05 ⟵ 0,05 ⟵0,1 (mol)

2Fe + 6H₂SO₄ _đặc $\overset{t^{0}}{\rightarrow}\mspace{6mu}$ Fe₂(SO₄)₃ + 3SO₂+ 6H₂O

a ⟶ 0,5a ⟶ 1,5a (mol)

2Fe(OH)₃ + 3H₂SO₄ _đặc$\xrightarrow{{}}$ Fe₂(SO₄)₃ +6H₂O

b ⟶ 0,5b (mol)

2Fe_xO_y+(6x-2y) H₂SO₄ _đặc$\xrightarrow{{}}$ xFe₂(SO₄)₃ + (3x-2y)SO₂+ 6H₂O

c ⟶ 0,5cx ⟶ 0,5c(3x – 2y) (mol)

Fe₂(SO₄)₃ + 6NaOH$\xrightarrow{{}}$ 2Fe(OH)₃ + 3Na₂SO₄

0,3 ⟵ 0,6 mol

Ta có: $\left. n_{Fe_{2}{(SO_{4})}_{3}} = 0,05 + 0,5a + 0,5b + 0,5cx = 0,3\Rightarrow a + b + cx = 0,5(1) \right.$

$\left. n_{SO_{2}} = 0,05 + 1,5a + 0,5c(3x - 2y) = 0,25\Rightarrow 3a + c(3x - 2y) = 0,4(2) \right.$

$\left. m_{X} = 0,1.116 + 56a + 107b + c.(56x + 16y) = 51,1\Rightarrow 56a + 107b + c(56x + 16y) = 39,5(3) \right.$

- Nếu oxide của sắt là FeO⟹ $\left\{ \begin{array}{l} {a = 0} \\ {b = 0,1} \\ {c = 0,4} \end{array} \right.$⟹ Loại

- Nếu oxide của sắt là Fe₂O₃ ⟹ $\left\{ \begin{array}{l} {a = \dfrac{0,4}{3}} \\ {b = 0,1} \\ {c = \dfrac{0,4}{3}} \end{array} \right.$

- Nếu oxide của sắt là Fe₃O₄ thì a = b = c = 0,1 mol

⟹ Hàm lượng Fe(OH)₃ trong X là$\% m_{Fe{(OH)}_{3}/X} = \dfrac{0,1.107}{51,1}.100\% = 20,939\%$

* Trường hợp Fe₃O₄:

- Xét trường hợp oxit là Fe₃O₄:

Conversion failed

Lưu ý: Trong dung dịch acid, kim loại Fe ưu tiên phản ứng với muối của Fe³⁺ trước H⁺.

$m = m_{Ag} + m_{AgCl} = 0,5.108 + 1,3.143,5 = 240,55(gam)$

- Xét trường hợp oxit là Fe₂O₃:

Conversion failed-

$m = m_{Ag} + m_{AgCl} = 0,5.108 + 1,3.143,5 = 240,55(gam)$

PH/HS 2K10 THAM GIA NHÓM ĐỂ CẬP NHẬT ĐIỂM THI, ĐIỂM CHUẨN MIỄN PHÍ!

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> Học trực tuyến lớp 9 và Lộ trình UP10 trên Tuyensinh247.com Đầy đủ khoá học các bộ sách: Kết nối tri thức với cuộc sống; Chân trời sáng tạo; Cánh diều. Lộ trình học tập 3 giai đoạn: Học nền tảng lớp 9, Ôn thi vào lớp 10, Luyện Đề. Bứt phá điểm lớp 9, thi vào lớp 10 kết quả cao. Hoàn trả học phí nếu học không hiệu quả. PH/HS tham khảo chi tiết khoá học tại: Link