3.1. Khi Z được điều chế bằng cách nung nóng chất rắn X và được thu vào

Câu hỏi số 978663:

Vận dụng

3.1. Khi Z được điều chế bằng cách nung nóng chất rắn X và được thu vào ống nghiệm bằng phương pháp đẩy nước theo sơ đồ sau:

(Y là nhúm bông để đảm bảo kĩ thuật thí nghiệm, T là nước)

a) Nếu chất rắn X là một trong các trường hợp sau đây: NaHCO₃, (1); NH₄Cl và CaO (2); KMnO₄ (3) thì khi Z phù hợp là khí nào? Giải thích và viết phương trình hóa học các phản ứng xảy ra.

b) Trong sơ đồ lắp ráp dụng cụ trên, vì sao không nên lắp ống nghiệm đựng chất rắn X với miệng ống cao hơn đây ống?

3.2. Theo QCVN 01-1:2018/BYT, hàm lượng sắt tối đa cho phép trong nước sinh hoạt là 0,30 mg/L. Một mẫu nước dùng nghiên cứu có hàm lượng sắt cao gấp 44,8 lần ngưỡng cho phép. Giả thiết sắt trong mẫu nước tồn tại ở dạng Fe₂(SO₄)₃ và FeSO₄, với tỉ lệ mol tương ứng là 1 : 8. Nếu phải tách sắt có trong 10 m³ loại nước trên về ngưỡng cho phép, thì cần sử dụng m gam với tôi để tăng pH, sau đó sục không khí vào, các phản ứng xảy ra như sau:

(1) 4FeSO₄ + 4Ca(OH)₂ + O₂ + 2H₂O ⟶ 4Fe(OH)₃ + 4CaSO₄

(2) Fe₂(SO₄)₃ + 3Ca(OH)₂ ⟶ 2Fe(OH)₃ + 3CaSO₄

Giả thiết lượng Ca(OH)₂ đã phản ứng bằng 70% khối lượng với tôi cần đưa vào, ngoài ra không còn chất nào tham gia phản ứng với các muối sắt. Tính giá trị m.

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:978663

Phương pháp giải

3.1 Tính chất hoá học của muối

Phương pháp đẩy nước được sử dụng để thu các khí không tan/ít tan trong nước

3.2 Khối lượng sắt cần xử lí trong 10 m³ mẫu nước:

Lưu ý xử lí lượng sắt đến ngưỡng cho phép, không phải xử lí toàn bộ

Mẫu nước: $\left\{ \begin{array}{l}F{e_2}{(S{O_4})_3}:a\\FeS{O_4}:8a\end{array} \right. \Rightarrow \sum {{n_{Fe}}} = 2.a + 8a \Rightarrow a$

(1) 4FeSO₄ + 4Ca(OH)₂ + O₂ + 2H₂O ⟶ 4Fe(OH)₃ + 4CaSO₄

(2) Fe₂(SO₄)₃ + 3Ca(OH)₂ ⟶ 2Fe(OH)₃ + 3CaSO₄

Theo phương trình (1), (2): $n_{Ca{(OH)}_{2}} = n_{FeSO_{4}} + 3.n_{Fe_{2}{(SO_{4})}_{3}}$

Khối lượng Ca(OH)₂ thực tế sử dụng

Giải chi tiết

3.1

a) Trường hợp X là NaHCO₃

$2NaHC{{O}_{3}}\xrightarrow{{{t}^{o}}}N{{a}_{2}}C{{O}_{3}}+C{{O}_{2}}+{{H}_{2}}O$

⟹ Z là khí CO₂

Khí CO₂ ít tan trong nước nên có thể thu bằng phương pháp đẩy nước

Trường hợp X là hỗn hợp NH₄Cl và CaO

$2N{{H}_{4}}Cl+CaO\xrightarrow{{{t}^{o}}}CaC{{l}_{2}}+2N{{H}_{3}}+{{H}_{2}}O$

⟹ Z là NH₃

NH₃ là khí tan nhiều trong nước nên không thể thu bằng phương pháp đẩy nước. Sơ đồ thu khí trong trường hợp trên không phù hợp

Trường hợp X là KMnO₄

$2KMn{{O}_{4}}\xrightarrow{{{t}^{o}}}{{K}_{2}}Mn{{O}_{4}}+Mn{{O}_{2}}+{{O}_{2}}$

⟹ Z là O₂

O₂ là khí ít tan trong nước nên có thể thu được bằng phương pháp đẩy nước

b) Không nên lắp ống nghiệm miệng cao hơn đáy ống vì nước ngưng tụ có thể chảy ngược vào phần ống nghiệm đang nóng gây sốc nhiệt làm vỡ ống nghiệm.

3.2. Khối lượng sắt cần xử lí trong 10 m³ mẫu nước:

(44,8. 0,3 – 0,3).10.10³ = 131 400 (mg) = 131,4(g)

Mẫu nước: $\left\{ \begin{array}{l}F{e_2}{(S{O_4})_3}:a\\FeS{O_4}:8a\end{array} \right. \Rightarrow \sum {{n_{Fe}}} = 2.a + 8a = \frac{{131,4}}{{56}} \Rightarrow a \approx 0,2346(mol)$

(1) 4FeSO₄ + 4Ca(OH)₂ + O₂ + 2H₂O ⟶ 4Fe(OH)₃ + 4CaSO₄

(2) Fe₂(SO₄)₃ + 3Ca(OH)₂ ⟶ 2Fe(OH)₃ + 3CaSO₄

Theo phương trình (1), (2): $n_{Ca{(OH)}_{2}} = n_{FeSO_{4}} + 3.n_{Fe_{2}{(SO_{4})}_{3}} = 8a + 3.a = 2,581(mol)$

Khối lượng Ca(OH)₂ thực tế sử dụng: $\dfrac{2,581.74}{70\%} \approx 272,86(g)$

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