a)Hòa tan hết 17,2g chất rắn X gồm Fe và Fe3O4 vào 200g dung dịch HCl14,6% thu được dung dịch A và 2,24 lít khí H2(đktc).Tính nồng độ phần trăm các chất có trong dung dịch A b)Mặt khác cũng hòa tan hết 17,2g chất rắn X như trên vào dung dịch H2SO4 đặc nóng thì thu được V lít khí SO2(đktc) duy nhất thoát ra.Tính khoảng của V

Đáp án:

a) \(\left\{ \begin{array}{l}C{\% _{FeC{l_2}}} = \frac{{0,15.127}}{{217}}.100\%  = 8,78\% \\C{\% _{FeC{l_3}}} = \frac{{0,1.162,5}}{{217}}.100\%  = 7,49\% \\C{\% _{HCl}} = \frac{{0,2.36,5}}{{217}}.100\%  = 3,364\% \end{array} \right.\)

b) 1,12 lít < V < 3,92 lít

Giải thích các bước giải:

mHCl = 200.14,6% = 29,2 gam → nHCl = 0,8 mol

nH2 = 2,24/22,4 = 0,1 mol

a)

(1) Fe + 2HCl → FeCl2 + H2

(2) Fe3O4 + 8HCl → FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O

Từ (1) → nFe = nH2 = 0,1 mol

→ mFe3O4 = 17,2 - 0,1.56 = 11,6 (g) → nFe3O4 = 11,6/232 = 0,05 mol

Đặt số mol vào các PTHH:

(1) Fe + 2HCl → FeCl2 + H2

     0,1       0,2         0,1      0,1 (mol)

(2) Fe3O4 + 8HCl → FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O

          0,05 → 0,4 →     0,05 → 0,1              (mol)

Vậy dung dịch A chứa:

nFeCl2 = 0,1 + 0,05 = 0,15 mol

nFeCl3 = 0,1 mol

nHCl dư = 0,8 - 0,2 - 0,4 = 0,2 mol

Mặt khác, khối lượng dung dịch sau pư: m dd sau pư = mX + m dd HCl - mH2 = 17,2 + 200 - 0,1.2 = 217 (g)

→ \(\left\{ \begin{array}{l}C{\% _{FeC{l_2}}} = \frac{{0,15.127}}{{217}}.100\%  = 8,78\% \\C{\% _{FeC{l_3}}} = \frac{{0,1.162,5}}{{217}}.100\%  = 7,49\% \\C{\% _{HCl}} = \frac{{0,2.36,5}}{{217}}.100\%  = 3,364\% \end{array} \right.\)

b)

- Nếu tạo Fe2(SO4)3:

    2Fe + 6H2SO4 đặc --to--> Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O

     0,1                                                 →       0,15 (mol)

    2Fe3O4 + 10H2SO4 đặc --to--> 3Fe2(SO4)3 + SO2 + 10H2O

       0,05                                                      →        0,025 (mol)

→ V_max = (0,15 + 0,025).22,4 = 3,92 lít

- Nếu tạo FeSO4:

2Fe + Fe3O4 + 6H2SO4 đặc --to--> 5FeSO4 + SO2 + 6H2O

0,1        0,05                                        →            0,05 (mol)

→ V_min = 0,05.22,4 = 1,12 lít

Vậy 1,12 lít < V < 3,92 lít