Dung dịch A là FeSO4 có lẫn tạp chất Fe2(SO4)3. Để xác định nồng độ mol của mỗi chất trong dd A người ta tiến hành thí nghiệm sau: TN1: Thêm dần dd NaOH vào 20ml dd A cho đến dư, đun nóng. Lọc lấy kết tủa, nung trong không khí đến khối lượng không đổi, được chất rắn duy nhất có khối lượng 1,2g. TN2: Thêm vài giọt dd H2SO4 loãng vào 20ml dd A, rồi nhỏ dần từng giọt dung dịch KMnO4 vào dd trên, lắc nhẹ. Khi dung dịch có màu hồng thì ngừng thí nghiệm, người ta đã dùng hết 10ml dd KMnO4 0,1M. a) Giải thích quá trình thí nghiệm và viết pthh. b) Tính nồng độ mol mỗi chất trong dd A.

Giải thích các bước giải:

a)

TN1: Dùng để xác định tổng mol $Fe^{2+},\ Fe^{3+}$ trong dd A

$FeSO_4 + 2NaOH → Fe(OH)_2↓ + Na_2SO_4$

$Fe_2(SO_4)_3 + 6NaOH → 2Fe(OH)_3 + 3Na_2SO_4$

$4Fe(OH)_2 + 5O_2 \overset{t^o}{\rightarrow} 2Fe_2O_3 + 4H_2O$

$2Fe(OH)_3 \overset{t^o}{\rightarrow} Fe_2O_3 + 3H_2O$

TN2: Dùng để xác định ion $Fe^{2+}$ trong dd A

$10FeSO_4 + 2KMnO_4 + 8H_2SO_4 → 5Fe_2(SO_4)_3 + 2MnSO_4 + K_2SO_4 + 8H_2O$

b) Đặt mol $FeSO_4,\ Fe_2(SO_4)_3$ lần lượt là a, b 

TN1:  Ta có: $n_{Fe_2O_3} = \dfrac{1,2}{160} = 0,0075\ mol$

BTNT "Fe"

$→ n_{FeSO_4} + 2n_{Fe_2(SO_4)_3} = 2n_{Fe_2O_3} → a + 2b = 2.0,0075$     (1)

TN2: $n_{KMnO_4} = 0,01.0,1 = 0,001\ mol$

Từ PTHH $→ n_{FeSO_4} = 5.n_{KMnO_4} = 0,005\ mol → a = 0,005$         (2)

Từ (1) (2): $→ \begin{cases} a = 0,005 \\ b = 0,005 \end{cases}$

Vậy $C_M(FeSO_4) = C_M(Fe_2(SO_4)_3) = \dfrac{0,005}{0,02} = 0,25\ M$