1. Nung 81,2 gam hỗn hợp A gồm FeCO3 và một oxide sắt trong không khí đến khối lượng không

Câu hỏi số 823450:

Vận dụng

1. Nung 81,2 gam hỗn hợp A gồm FeCO₃ và một oxide sắt trong không khí đến khối lượng không đổi. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 72,0 gam một oxide sắt duy nhất và V lít khí CO₂. Hấp thụ hết V lít khí CO₂ vào dung dịch chứa 0,42 mol Ca(OH)₂ thu được a gam kết tủa và dung dịch X. Tách lấy kết tủa, sau đó thêm tiếp 0,6V lít khí CO₂ vào dung dịch X (CO₂ hấp thụ hết) thu được 0,2a gam kết tủa.

a. Tính V (đktc).

b. Tìm công thức hóa học của oxide sắt trong hỗn hợp A.

2. Lấy m gam hỗn hợp A ở trên trộn với kim loại M hóa trị không đổi thành 86,6 gam hỗn hợp Y. Hòa tan hoàn toàn Y bằng 200 gam dung dịch H₂SO₄ 98% đun nóng thì thu được dung dịch Z và hỗn hợp khí T gồm CO₂ và SO₂ (SO₂ là sản phầm khử duy nhất). Cho T phản ứng với dung dịch Ba(OH)₂ dư thu được 178,45 gam kết tủa. Mặt khác cho Z phản ứng với dung dịch Ba(OH)₂ dư rồi lọc lấy kết tủa, rửa sạch nung đến khối lượng không đổi thu được 409,85 gam hỗn hợp gồm 2 chất rắn. Xác định kim loại M.

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:823450

Phương pháp giải

1. Đặt công thức oxide là Fe_xO_y

Phương trình phản ứng:

2FeCO₃ + 1/2O₂ $\xrightarrow{{}}$ Fe₂O₃ + 2CO₂

Fe_xO_y + O₂ $\xrightarrow{{}}$ Fe₂O₃

$n_{Fe_{2}O_{3}} = \dfrac{72}{160} = 0,45(mol)$

a) * Hấp thụ hết V lít khí CO₂ vào dung dịch chứa 0,42 mol Ca(OH)₂ thu được a gam kết tủa và dung dịch X. Tách lấy kết tủa, sau đó thêm tiếp 0,6V lít khí CO₂ vào dung dịch X (CO₂ hấp thụ hết) thu được 0,2a gam kết tủa.

⟹ Khi hấp thụ V lít CO₂, trong dung dịch có Ca(OH)₂ dư

CO₂ + Ca(OH)_{2 dư}$\xrightarrow{{}}$ CaCO₃ + H₂O

* Thêm 0,6V vào dung dịch chứa $\left( {0,42 - \dfrac{a}{100}} \right)mol\, Ca{(OH)}_{2}$

Giải hệ tìm V, a

2FeCO₃ + 1/2O₂ $\xrightarrow{{}}$ Fe₂O₃ + 2CO₂

Fe_xO_y + O₂ $\xrightarrow{{}}$ Fe₂O₃

Tính theo phương trình phản ứng

BTNT(Fe): $n_{Fe(Fe_{x}O_{y})}$

Ta có: $\left. m_{A} = m_{FeCO_{3}} + m_{Fe_{x}O_{y}}\Rightarrow m_{Fe_{x}O_{y}} \right.$

⟹ $m_{O(Fe_{x}O_{y})}$

$\left. Fe_{x}O_{y} \middle| x:y = n_{Fe}:n_{O} \right.$

⟹ Công thức oxide

$86,6(g)Y\left\{ \begin{array}{l} {FeCO_{3}:3a} \\ {Fe_{3}O_{4}:2a} \\ {M:b} \end{array} \right.$$\xrightarrow{+2(mol){{H}_{2}}S{{O}_{4}}}$$\left\{ \begin{array}{l}KhiT\left\{ \begin{array}{l}C{O_2}:3a\\S{O_2}:d\end{array} \right.(mol)\\dd\,Z\left\{ \begin{array}{l}F{e_2}{(S{O_4})_3}:4,5a\\{M_2}{(S{O_4})_n}:0,5b\end{array} \right.(mol)\end{array} \right.$

Cho dung dịch Z tác dụng với dung dịch Ba(OH)₂ dư, lọc kết tủa nung trong không khí đến khối lượng ko đổi thu được 2 chất rắn

⟹ 2 chất rắn là BaSO₄ và Fe₂O₃

BTNT(S): $n_{BaSO_{4}} = n_{H_{2}SO_{4}} - n_{SO_{2}}$

BTNT(Fe): $n_{Fe_{2}O_{3}} = 4,5a$

⟹ m_{chất rắn} (1)

Hỗn hợp khí T (CO₂, SO₂) đi qua dung dịch Ba(OH)₂ dư ⟹ Kết tủa BaCO₃ và BaSO₃

m _{chất kết tủa} (2)

Ta có: $\left. m_{Y} = m_{M} + m_{FeCO_{3}} + m_{Fe_{3}O_{4}}\Rightarrow m_{M} \right.$

Biện luận M theo n

Giải chi tiết

1. Đặt công thức oxide là Fe_xO_y

Phương trình phản ứng:

2FeCO₃ + 1/2O₂ $\xrightarrow{{}}$ Fe₂O₃ + 2CO₂

Fe_xO_y + O₂ $\xrightarrow{{}}$ Fe₂O₃

$n_{Fe_{2}O_{3}} = \dfrac{72}{160} = 0,45(mol)$

⟹ Khi hấp thụ V lít CO₂, trong dung dịch có Ca(OH)₂ dư

CO₂ + Ca(OH)_{2 dư}$\xrightarrow{{}}$ CaCO₃ + H₂O

$\left. n_{CaCO_{3}} = n_{CO_{2}}\Leftrightarrow\dfrac{a}{100} = \dfrac{V}{22,4}(*) \right.$

* Thêm 0,6V vào dung dịch chứa $\left( {0,42 - \dfrac{a}{100}} \right)mol\, Ca{(OH)}_{2}$

-Nếu Ca(OH)₂ dư: $\dfrac{0,6V}{22,4} = \dfrac{0,2a}{100}$ ⟹Vô lí so với (*)

- Nếu CO₂ dư, kết tủa bị tan 1 phần:

CO₂ + Ca(OH)₂ ⟶ CaCO₃ (1)

$\dfrac{0,2a}{100}$ ⟵$\dfrac{0,2a}{100}$ ⟵ $\dfrac{0,2a}{100}$

2CO₂ + Ca(OH)₂ ⟶ Ca(HCO₃)₂ (2)

$\left( {0,42 - \dfrac{a}{100}} \right) - \dfrac{0,2a}{100}$

$n_{CO_{2}}(2) = 2.\left( {0,42 - \dfrac{a}{100} - \dfrac{0,2a}{100}} \right) = \dfrac{0,6V}{22,4} - \dfrac{0,2a}{100}(**)$

$\xrightarrow{(*),(**)}V=6,72$

2FeCO₃ + 1/2O₂ $\xrightarrow{{}}$ Fe₂O₃ + 2CO₂

0,3 ⟵ 0,15 ⟵ 0,3

Fe_xO_y + O₂ $\xrightarrow{{}}$ Fe₂O₃

0,45 – 0,15 = 0,3 (mol)

BTNT(Fe): $n_{Fe(Fe_{x}O_{y})} = 0,3.2 = 0,6(mol)$

Ta có: $\left. m_{A} = m_{FeCO_{3}} + m_{Fe_{x}O_{y}}\Rightarrow m_{Fe_{x}O_{y}} = 81,2 - 0,3.116 = 46,4(g) \right.$

⟹ $m_{O(Fe_{x}O_{y})} = 46,4 - 0,6.56 = 12,8$

$\left. Fe_{x}O_{y} \middle| x:y = n_{Fe}:n_{O} = 0,6:\dfrac{12,8}{16} = 3:4 \right.$

⟹ Công thức oxide là Fe₃O₄

Hỗn hợp A: $n_{FeCO_{3}}:n_{Fe_{3}O_{4}} = 0,3:0,2 = 3:2$

Đặt trong m(g) A: $n_{FeCO_{3}} = 3a(mol);n_{Fe_{3}O_{4}} = 2a(mol)$

Cho dung dịch Z tác dụng với dung dịch Ba(OH)₂ dư, lọc kết tủa nung trong không khí đến khối lượng ko đổi thu được 2 chất rắn

⟹ 2 chất rắn là BaSO₄ và Fe₂O₃

BTNT(S): $n_{BaSO_{4}} = n_{H_{2}SO_{4}} - n_{SO_{2}} = 2 - d(mol)$

BTNT(Fe): $n_{Fe_{2}O_{3}} = 4,5a$

⟹ m_{chất rắn} = 160.4,5a + 233.(2 – d) = 409,85 (1)

Hỗn hợp khí T (CO₂, SO₂) đi qua dung dịch Ba(OH)₂ dư ⟹ Kết tủa BaCO₃ và BaSO₃

m _{chất kết tủa} = 197.3a + 217.d = 178,45 (2)

$\overset{(1),(2)}{\rightarrow}\left\{ \begin{array}{l} {a = 0,1} \\ {d = 0,55} \end{array} \right.(mol)$

Ta có: $\left. m_{Y} = m_{M} + m_{FeCO_{3}} + m_{Fe_{3}O_{4}}\Rightarrow m_{M} = 86,6 - 0,1.3.116 - 0,1.2.232 = 5,4(g) \right.$

Bảo toàn electron: $\left. n_{FeCO_{3}} + n_{Fe_{3}O_{4}} + n.b = 0,55.2\Rightarrow nb = 0,6(mol) \right.$

⟹ M = 9n

Chọn n = 3; M = 27

Vậy kim loại cần tìm là Al.

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