Cho 9,52 g Fe tác dụng với oxi tạo ra 12,56 g hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4. Cho X tác dụng với H2SO4 đặc nóng thu được dung dịch Y và V lít SO2, cho KOH dư vào Y thu được mg kết tủa. Tính m=?, v=?

Đáp án:

$\rm V=V_{SO_2}=1,456(l)$

$\rm m=m_{Fe(OH)_3}=18,19(g)$

Giải thích các bước giải:

Quy đổi hỗn hợp $\rm X$ thành $\rm Fe, O$

Sơ đồ phản ứng:

$\rm Fe+O_2\xrightarrow{t^o}X\begin{cases} \rm Fe\\ \rm O\\ \end{cases}+\rm H_2SO_4→\begin{cases} \text{dd Y}\begin{cases} \rm Fe^{3+}\\ \rm SO_4^{2-} \\ \rm H_2O \end{cases}+\rm KOH\text{ dư}\xrightarrow{\text{lọc tủa}}Fe(OH)_3↓\\ \rm SO_2↑ \end{cases}$

$\rm n_{Fe}=\dfrac{9,52}{56}=0,17(mol)$

$\rm 56.0,17+16.n_O=12,56(gam)$

$\rm →n_{O}=0,19(mol)$

Quá trình nhường, nhận electron:

$\rm \mathop{Fe}\limits^{0}→\mathop{Fe}\limits^{+3}+3e$

$\rm \mathop{O}\limits^{0}+2e→\mathop{O}\limits^{-2}$

$\rm \mathop{S}\limits^{+6}+2e→\mathop{S}\limits^{+4}$

Bảo toàn electron:

$\rm 3n_{Fe}=2n_{O}+2n_{SO_2}$

$\rm ⇔ 3.0,17=2.0,19+2n_{SO_2}$

$\rm ⇒n_{SO_2}=0,065(mol)$

$\rm →V_{SO_2}=0,065.22,4=1,456(l)$

Bảo toàn nguyên tố Fe:

$\rm n_{Fe(OH)_3}=n_{Fe}=0,17(mol)$

$\rm →m_{Fe(OH)_3}=0,17.107=18,19(g)$