Khử hoàn toàn 4,176 g một oxit của kim loại M bằng khí co dư thu đc chất rắn X và hỗn hợp khí Y. Dẫn toàn bộ Y vào dd nước vôi trong dư thấy xuất hiện 7,2 g kết tủa. Hòa tan hoàn toàn lượng X ở trên vào dd h2so4 nồng độ 80%(dd đặc), đun nóng thu đc V lít khí so2(so2 là sản phẩm khí duy nhất) và dd Z. Trong dd Z chỉ chứa 1 chất tan là muối sunfat của kim loại M có nồng đọ 61,069%.làm lạnh dd z thấy tách ra 5,8 g muối rắn. Lọc muối tách ra thấy nồng độ phần trăm của muối trong dd còn lại là 57,215%. Xác định công thức của muối kim loại và công thức của muối rắn. Tính V. Các phẩm ứng xảy ra hoàn toàn, thể tích các khí đo ở đktc.

Đáp án + Giải thích các bước giải:

 Gọi oxit là `M_xO_y`

`M_xO_y + yCO `$\xrightarrow{t°}$`yCO_2 + xM (1)`

`Y: CO_2, CO` 

`CO_2 + Ca(OH)_2 → CaCO_3 + H_2O (2)`

`n_{CaCO_3} = {7,2}/{100} = 0,072(mol)`

`n_{CO_2} = n_{CaCO_3} = 0,072(mol)` 

Theo `(1)`: 

`n_{M_xO_y}  = {n_{CO_2}}/{y} = {0,072}/y(mol)`

`M_{M_xO_y} = {4,176}/{{0,072}/y} = 58y(mol)` 

Biện luận: 

`M` là kim loại 

`→ x = 1, 2, 3`

`→ y = 2, 3, 4`

`+` Với `x = 1; y = 2`  

$→ M_{M_xO_y} =   M_M . 1 + 16 .2 = 58 .2$

`→ M_M = 3,625 ` (Loại)

`+` Với `x = 2; y = 3` 

`→ M_{M_xO_y} = M_M . 2 + 16 . 3 = 58 . 3` 

`→ M_M = 63 ` (Loại) 

`+` Với `x = 3; y = 4` 

`→ M_{M_xO_y} = M_M . 3 + 16 . 4 = 58 . 4` 

`→ M_M = 56` (Nhận) 

Vậy `M_xO_y` là `Fe_3O_4`

`→ X` là `Fe`

`n_{Fe_3O_4} = {4,176}/{232} = 0,018(mol)` 

Bảo toàn nguyên tố `Fe`: 

`n_{Fe} = 3n_{Fe_3O_4} = 0,054(mol)`

`2Fe + 6H_2SO_4(đ,n) → Fe_2(SO_4)_3 + 3SO_2 + 6H_2O`

`n_{SO_2} = 3/2n_{Fe} = 0,081(mol)`

`V_{SO_2} = 0,081 . 22,4 = 1,8144l` 

`Z: Fe_2(SO_4)_3` 

`n_{Fe_2(SO_4)_3} = 1/2n_{Fe} = 0,027(mol)` 

Muối `M` đã được xác định: `Fe_2(SO_4)_3`

Khối dung dịch là: 

`mdd = {0,027 . 400}/{61,069%} ≈ 17,68(g)` 

$mdd sp/ư = 17,68 - 5,8 = 11,88g$

`n_{Fe_2(SO_4)_3}  = {11,88 . 57,215%}/{400} = 0,017(mol)` 

`n_{Fe_2(SO_4)_3 ↓ = 0,027 - 0,017 = 0,01(mol)`

` m_{Fe_2(SO_4)_3 . nH_2O}= (400 + 18n) . 0,01= 5,8`

`→ n = 10` 

Vậy muối rắn là `Fe_2(SO_4)_3 . 10H_2O`