by Hỗn hợp X gồm FeO, Fe$_{2}$O$_{3}$ và Fe$_{3}$O$_{4}$.Cho khí CO qua m gam X nung nóng, sau một thời gian thu được hỗn hợp chất rắn Y và hỗn hợp khí Z. Cho toàn bộ Z vào dung dịch Ca(OH)$_{2}$ dư, đến khi phản ứng hoàn toàn, thu được 4 gam kết tủa. Mặt khác, hòa tan hoàn toàn Y trong dung dịch H$_{2}$SO$_{4}$ đặc nóng dư thu được 1,008 lít khí SO$_{2}$ (đktc, sản phẩm khử duy nhất) và dung dịch chứa 18 gam muối. Giá trị của m là:
A. 7,12
B. 13,52
C. 6,8
D. 5,68
Hướng dẫn
Chọn phương án: A
Phương pháp giải:
Quy hỗn hợp X chứa hai chất: FeO và Fe$_{2}$O$_{3}$
Cho X + khí CO → Chất rắn Y + khí Z chứa CO, CO$_{2}$
CO$_{2}$ + Ca(OH)$_{2}$ → CaCO$_{3}$ + H$_{2}$O
Áp dụng định luật bảo toàn electron cho phản ứng với CO và phản ứng với H$_{2}$SO$_{4}$ đặc để tìm số mol FeO.
Dùng bảo toàn nguyên tố Fe để tìm số mol Fe$_{2}$O$_{3}$.
Từ đó xác định được giá trị của m.
Lời giải chi tiết:
Quy hỗn hợp X chứa hai chất: FeO x mol và Fe$_{2}$O$_{3}$ y mol
Cho X + khí CO → Chất rắn Y + khí Z chứa CO, CO$_{2}$
CO$_{2}$ + Ca(OH)$_{2}$ dư → CaCO$_{3}$ + H$_{2}$O
Ta có: n$_{CO2}$ = n$_{CaCO3}$ = 0,04 mol
Cho Y + H$_{2}$SO$_{4}$ đặc nóng dư thu được n$_{SO2}$ = 0,045 mol
– QT cho e:
FeO → Fe$^{+3}$ + 1e
x → x mol
C$^{ +2}$ → C$^{+4}$ + 2e
0,04 0,08 mol
– QT nhận e:
S$^{ +6}$ + 2e → SO$_{2}$
0,09 ← 0,045 mol
Theo định luật bảo toàn electron: n$_{e cho}$ = n$_{e nhận}$ → x + 0,08 = 0,09 → x = 0,01 mol
Muối thu được sau phản ứng là Fe$_{2}$(SO$_{4}$)$_{3}$ → n$_{Fe2(SO4)3}$ = 18/400 = 0,045 mol
B. ảo toàn nguyên tố Fe ta có: n$_{FeO}$ + 2n$_{Fe2O3}$ = 2n$_{Fe2(SO4)3}$ ⇒ x + 2y = 0,045.2 → y = 0,04 mol
→ m = m$_{FeO }$+ m$_{Fe2O3}$ = 72x + 160y = 72.0,01 + 160.0,04 = 7,12 gam
Đáp án A
