Question

[Hồng Lê]

Để hoàn tan hết 32,8 g hh X gồm Fe và Fe2O3 cần dùng V lít dd H2SO4 loãng 2m. Sau phản ứng thu được 4,958 lít khí (đkc). Tính % khối lượng mỗi chất trong X và V

Answer 1

[embexinhgai]

Phương trình phản ứng:

1. Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂
2. Fe₂O₃ + 6H⁺ → 2Fe³⁺ + 3H₂O

Lưu ý:

• Fe sinh ra khí H₂, còn Fe₂O₃ không sinh khí, mà chỉ phản ứng với axit.
• Vậy khí H₂ chỉ do Fe phản ứng sinh ra.

---

Bước 1: Tính số mol H₂

\(n_{H_{2}} = \frac{4 , 958}{22 , 4} \approx 0 , 2213 \textrm{ } m o l\) \(\text{Ph}ả\text{n}\&\text{nbsp};ứ\text{ng}:\&\text{nbsp}; F e + 2 H^{+} \rightarrow F e^{2 +} + H_{2} \Rightarrow n_{F e} = n_{H_{2}} = 0 , 2213 \textrm{ } m o l\)

---

Bước 2: Gọi ẩn và lập hệ phương trình

Gọi:

• \(m_{1}\): khối lượng Fe → \(n_{1} = \frac{m_{1}}{56}\)
• \(m_{2}\): khối lượng \(F e_{2} O_{3}\) → \(n_{2} = \frac{m_{2}}{160}\)

Ta có hệ:

1. \(m_{1} + m_{2} = 32 , 8\)
2. \(\frac{m_{1}}{56} = 0 , 2213\) (từ số mol Fe sinh ra khí H₂)

→ Từ (2):

\(m_{1} = 0 , 2213 \times 56 = 12 , 393 \textrm{ } g \Rightarrow m_{2} = 32 , 8 - 12 , 393 = 20 , 407 \textrm{ } g\)

---

Bước 3: Tính % khối lượng

\(\% F e = \frac{12 , 393}{32 , 8} \times 100 \approx 37 , 8 \%\) \(\% F e_{2} O_{3} = \frac{20 , 407}{32 , 8} \times 100 \approx 62 , 2 \%\)

---

Bước 4: Tính số mol H₂SO₄ (để tìm V)

• Từ phản ứng:
• • Fe → mỗi mol cần 2 mol H⁺ → \(2 \times 0 , 2213 = 0 , 4426 \textrm{ } m o l\)
  • \(F e_{2} O_{3}\): phản ứng theo:

\(F e_{2} O_{3} + 6 H^{+} \rightarrow 2 F e^{3 +} + 3 H_{2} O \Rightarrow n_{F e_{2} O_{3}} = \frac{20 , 407}{160} \approx 0 , 1275 \textrm{ } m o l \Rightarrow n_{H^{+}} = 6 \times 0 , 1275 = 0 , 765 \textrm{ } m o l\)

→ Tổng số mol H⁺ cần:

\(n_{H^{+}} = 0 , 4426 + 0 , 765 = 1 , 2076 \textrm{ } m o l \Rightarrow n_{H_{2} S O_{4}} = \frac{1 , 2076}{2} \approx 0 , 6038 \textrm{ } m o l\)

Vì dung dịch H₂SO₄ 2M:

\(C = \frac{n}{V} \Rightarrow V = \frac{n}{C} = \frac{0 , 6038}{2} \approx 0 , 3019 \textrm{ } l \overset{ˊ}{\imath} t \Rightarrow V \approx 301 , 9 \textrm{ } m l\)

---

Kết quả:

• \(\% F e \approx 37 , 8 \%\)
• \(\% F e_{2} O_{3} \approx 62 , 2 \%\)
• Thể tích dung dịch H₂SO₄ cần dùng: \(\boxed{301 , 9 \textrm{ } m l}\)