Ngâm 31,6 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe2O3 trong dung dịch CuSO4 dư. Sau khi phản ứng kết thúc lọc lấy chất rắn không tan. Để hòa tan chất rắn này cần vừa đủ 400 ml dung dịch H2SO4 1M (loãng). Sau phản ứng thấy vẫn còn 9,6 gam chất rắn màu đỏ không tác dụng với axit. a) Viết các phương trình hóa học xảy ra. b) Tính khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp ban đầu.

Đáp án:

\(  {m_{F{\text{e}}}} = 8,4{\text{ }}gam\)

\({m_{F{\text{e}}O}} = 7,2{\text{ gam}}\)

\({m_{F{{\text{e}}_2}{O_3}}} = 16{\text{ gam}}\)

Giải thích các bước giải:

 Phản ứng xảy ra:

\(F{\text{e}} + CuS{O_4}\xrightarrow{{}}F{\text{e}}S{O_4} + Cu\)

Rắn không tan sau phản ứng là \(Cu;FeO;Fe_2O_3\)

Cho rắn tác dụng với \(H_2SO_4\)

\(F{\text{e}}O + {H_2}S{O_4}\xrightarrow{{}}F{\text{e}}S{O_4} + {H_2}O\)

\(F{{\text{e}}_2}{O_3} + 3{H_2}S{O_4}\xrightarrow{{}}F{{\text{e}}_2}{(S{O_4})_3} + 3{H_2}O\)

\(Cu + F{{\text{e}}_2}{(S{O_4})_3}\xrightarrow{{}}CuS{O_4} + 2F{\text{e}}S{O_4}\) (*)

Gọi số mol \(Fe;FeO;Fe_2O_3\) lần lượt là \(x;y;z\)

\( \to 56{\text{x}} + 72y + 160z = 31,6{\text{ gam}}\)

\({n_{{H_2}S{O_4}}} = y + 3z = 0,4.1 = 0,4{\text{ mol}}\)

\({n_{Cu}} = {n_{F{\text{e}}}} = x \to {n_{Cu{\text{ dư}}}} = x - z = \frac{{9,6}}{{64}} = 0,15{\text{ mol}}\)

Giải được vô nghiệm.

Câu này chỉ giải được khi không có phản ứng (*) (đề khá vô lý)

Ta có:

\( \to x = 0,15 \to y = z = 0,1\)

\( \to {m_{F{\text{e}}}} = 0,15.56 = 8,4{\text{ }}gam\)

\({m_{F{\text{e}}O}} = 0,1.72 = 7,2{\text{ gam}}\)

\({m_{F{{\text{e}}_2}{O_3}}} = 0,1.160 = 16{\text{ gam}}\)