by Để a gam bột sắt trong không khí một thời gian được 7,52 gam hỗn hợp rắn X gồm Fe, FeO, Fe$_{3}$O$_{4}$ và Fe$_{2}$O$_{3}$. Hòa tan hết X trong dung dịch H$_{2}$SO$_{4}$ đặc nóng dư được 0,672 lít khí SO$_{2}$ (sản phẩm khử duy nhất, đo ở đktc) và dung dịch Y. Cô cạn cẩn thận dung dịch Y được b gam muối khan. Giá trị của a và b lần lượt là:
A. 7,0 và 25,0
B. 4,2 và 15,0
C. 4,48 và 16,0
D. 5,6 và 20,0
Hướng dẫn
Chọn phương án là: D
Phương pháp giải:
Quy đổi hỗn hợp X về Fe: x mol và O: y mol.
Fe$^{0}$ → Fe$^{ +3}$ + 3e
O$^{0}$ + 2e → O$^{ -2}$
S$^{ +6}$ + 2e → S$^{ +4}$
Dùng bảo toàn electron và bảo toàn khối lượng để tìm giá trị x và y. Từ đó tính được giá trị a.
Dùng bảo toàn nguyên tố Fe để tính số mol muối, từ đó tính được giá trị b.
Lời giải chi tiết:
Quy đổi hỗn hợp X về Fe: x mol và O: y mol.
→ 56x + 16y = 7,52 (1)
⇒ n$_{e nhận}$ = 2.0,03 = 0,06 (mol)
Fe$^{0}$ → Fe$^{ +3}$ + 3e
x → 3x (mol)
O$^{0}$ + 2e → O$^{ -2}$
y → 2y (mol)
S$^{ +6}$ + 2e → S$^{ +4}$
0,06 ← 0,03
B. ảo toàn electron: 3x = 2y + 0,06 (2)
Giải (1) và (2) ta được: x = 0,1; y = 0,12
→ a = m$_{Fe}$ = 0,1.56 = 5,6 (g)
Dung dịch Y chứa muối Fe$_{2}$(SO$_{4}$)$_{3}$.
B. ảo toàn nguyên tố Fe ta có: n$_{Fe2(SO4)3}$ = 1/2 . n$_{Fe}$ = ½ . 0,1 = 0,05 (mol)
→ b = m$_{Fe2(SO4)3}$ = 0,05. 400 = 20 (g)
Đáp án D
