5.1. X là oxide của kim loại Fe, trong đó Fe chiếm 72,414% về khối lượng. Hãy xác định công

Câu hỏi số 970640:

Vận dụng

5.1. X là oxide của kim loại Fe, trong đó Fe chiếm 72,414% về khối lượng. Hãy xác định công thức hóa học của X và hoàn thành các phương trình hoá học các phản ứng theo sơ đồ sau

(1) X + H₂SO₄ ⟶ X₁ + X₂ + X₃ (Tỉ lệ mol của X₁ và X₂ là 1 : 1)

(2) X₂ + X₄ ⟶ X₅ + X₆

(3) X₂+ Fe ⟶ X₁

(4) X₁ + X₄ ⟶ X₇ + X₆

(5) X₇ + X₃ + X₈ ⟶ X₅

5.2. Hỗn hợp X gồm: stearic acid (C₁₇H₃₅COOH); oleic acid (C₁₇H₃₃COOH) và chất béo M. Cho hỗn hợp X tác dụng vừa đủ với dung dịch NaOH 30% đun nóng, thu được 145 gam chát lỏng và 365,6 gam hỗn hợp Y gồm hai muối khan. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn và trong Y có phần trăm khối lượng nguyên tố carbon là 70,897%. Viết công thức cấu tạo của M và tinh khối lượng các chất trong X.

5.3. Trong công nghiệp sản xuất thép, Ni được thêm vào dưới dạng ferronickel, được điều chế từ quặng Saprolite. Trộn 100 tấn quặng Saprolite khô với 6,0 tấn than Anthracite (chứa 84% carbon về khối lượng) và nung, thu được xỉ; hỗn hợp khí CO và CO₂; ferronickel (chứa hỗn hợp Ni, Fe)

Cho biết:

Thành phần phần trăm về khối lượng các chất trong quặng: NiO (3%); Fe₂O₃ (20%); SiO₂ (42,5%); MgO (24,2%); Al₂O₃ (2,1%) còn lại là tạp chất trơ.

Có 80% carbon trong than chuyển thành CO; CO₂. Tỉ khối của hỗn hợp khí CO, CO₂ so với H₂ là 14,8.

- Toàn bộ Ni trong quặng đã chuyển vào ferronickel; xỉ có FeO, SiO₂, MgO, Al₂O₃ và tạp chất trơ. Tính phần trăm khối lượng của Ni trong ferronickel.

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:970640

Phương pháp giải

5.1.- Gọi công thức của X là Fe_xO_y. Ta có:

$\dfrac{56x}{56x + 16y} = 0,72414 \Rightarrow \dfrac{56x}{16y} = \dfrac{0,72414}{1 - 0,72414} \approx 2,625 \Rightarrow \dfrac{x}{y} = $

⟹ CTPT của X

- Dựa vào các phản ứng đặc trưng của hợp chất sắt để xác định các chất $X_1$ đến $X_8$.

5.2 - Sử dụng bảo toàn nguyên tố carbon để tìm số mol muối.

- Lập hệ phương trình dựa trên khối lượng muối và khối lượng chất lỏng thu được (gồm nước và glycerol).

- Biện luận tìm cấu tạo chất béo M

5.3 - Tính số mol các chất trong quặng và than.

- Dựa vào tỉ khối hỗn hợp khí để tìm số mol $CO$ và $CO_2$.

- Bảo toàn nguyên tố oxygen để tìm lượng sắt bị khử vào ferronickel.

Giải chi tiết

5.1. Gọi công thức của X là Fe_xO_y. Ta có:

$\dfrac{56x}{56x + 16y} = 0,72414 \Rightarrow \dfrac{56x}{16y} = \dfrac{0,72414}{1 - 0,72414} \approx 2,625 \Rightarrow \dfrac{x}{y} = \dfrac{3}{4}$.

Vậy $X$ là $Fe_3O_4$

- Từ các phản ứng, xác định các chất:

$X_1: FeSO_4$; $X_2: Fe_2(SO_4)_3$; $X_3: H_2O$; $X_4: NaOH$; $X_5: Fe(OH)_3$; $X_6: Na_2SO_4$; $X_7: Fe(OH)_2$; $X_8: O_2$.

(1) $Fe_3O_4 + 4H_2SO_4 \longrightarrow FeSO_4 + Fe_2(SO_4)_3 + 4H_2O$

(2) $Fe_2(SO_4)_3 + 6NaOH \longrightarrow 2Fe(OH)_3 + 3Na_2SO_4$

(3) $Fe_2(SO_4)_3 + Fe \longrightarrow 3FeSO_4$

(4) $FeSO_4 + 2NaOH \longrightarrow Fe(OH)_2 + Na_2SO_4$

(5) $4Fe(OH)_2 + 2H_2O + O_2 \longrightarrow 4Fe(OH)_3$

5.2. Trong hỗn hợp muối Y ($C_{17}H_{35}COONa$ và $C_{17}H_{33}COONa$), các muối đều có 18 nguyên tử C.

$n_C = \dfrac{365,6 \times 70,897\%}{12} = 21,6$ mol $\Rightarrow n_{muối} = \dfrac{21,6}{18} = 1,2$ mol.

- Gọi $n_{C_{17}H_{35}COONa} = x$ và $n_{C_{17}H_{33}COONa} = y$

Ta có hệ: $\left. \left\{ \begin{array}{l} {x + y = 1,2} \\ {306x + 304y = 365,6} \end{array} \right.\Rightarrow\left\{ \begin{array}{l} {x = 0,4} \\ {y = 0,8} \end{array} \right. \right.$

- $n_{NaOH} = n_{muối} = 1,2$ mol $\Rightarrow m_{dd NaOH} = \dfrac{1,2 \times 40}{30\%} = 160$ g.

$m_{H_2O (dd)} = 160 - 48 = 112$ g.

- Gọi $n_{stearic} = a, n_{oleic} = b, n_M = c$

Chất lỏng gồm $H_2O$ ($112 + 18(a+b)$ gam) và glycerol ($92c$ gam).

$112 + 18(a+b) + 92c = 145 \Rightarrow 18(a+b) + 92c = 33$ (1).

- Bảo toàn gốc acid: $(a+b) + 3c = n_{muối} = 1,2 \Rightarrow a+b = 1,2 - 3c$ (2).

- Thay (2) vào (1): $18(1,2 - 3c) + 92c = 33 \Rightarrow 38c = 11,4 \Rightarrow c = 0,3$ mol.

$\Rightarrow a+b = 0,3$ mol.

- Số mol gốc stearate trong Mlà $k_1 \cdot c = 0,3k_1$. Ta có $0,3k_1 \leq n_{stearate} = 0,4 \Rightarrow k_1 \leq 1,33$.

Vì $M$ tạo từ 2 loại acid nên $k_1 = 1$. Vậy $M$ là $(C_{17}H_{35}COO)(C_{17}H_{33}COO)_2C_3H_5$.

- $a = 0,4 - 0,3(1) = 0,1$ mol; $b = 0,3 - 0,1 = 0,2$ mol.

- Khối lượng các chất: $m_{stearic} = 28,4$ g; $m_{oleic} = 56,4$ g; $m_M = 0,3 \times 886 = 265,8$ g.

5.3 Trong 100 tấn quặng: $n_{NiO} = \dfrac{3}{74,7}$ (triệu mol); $n_{Fe_2O_3} = \dfrac{20}{160} = 0,125$ (triệu mol).

Trong 6 tấn than: $n_C = \dfrac{6 \times 0,84}{12} = 0,42$ (triệu mol).

Số mol khí: $n_{khi} = 0,42 \times 0,8 = 0,336$ mol. $M_{khi} = 14,8 \times 2 = 29,6$.

Giải hệ $n_{CO} + n_{CO_2} = 0,336$ và $28n_{CO} + 44n_{CO_2} = 29,6 \times 0,336 \Rightarrow n_{CO} = 0,3024; n_{CO_2} = 0,0336$.

Tổng $n_{O (thoát ra)} = n_{CO} + 2n_{CO_2} = 0,3696$ mol.

$n_{O (từ NiO)} = n_{NiO} = \dfrac{3}{74,7} \approx 0,04016$ mol.

$n_{O (từ Fe_2O_3)} = 0,3696 - 0,04016 = 0,32944$ mol.

Gọi n_Fe trong ferronickel là x, n_FeO trong xỉ là y.

Bảo toàn nguyên tố Fe: x + y = 0,25

Bảo toàn O trong $Fe_2O_3$: $1,5x + 0,5y = 0,32944 \Rightarrow x = 0,20444$ mol.

$m_{Ni} = \dfrac{3}{74,7} \times 58,7 \approx 2,3574$ tấn; $m_{Fe} = 0,20444 \times 56 = 11,4486$ tấn.

- $\%Ni = \dfrac{2,3574}{2,3574 + 11,4486} \times 100\% \approx 17,075\%$.

Tham Gia Group Dành Cho Học Sinh Lớp 9 - Ôn Thi Vào Lớp 10

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> Học trực tuyến lớp 9 và Lộ trình UP10 trên Tuyensinh247.com . Học online tại nhà cũng giáo viên giỏi từ trường TOP đầu cả nước. 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. Phụ huynh và học sinh tham khảo chi tiết khoá học tại: Link