Nung 37,12 gam hỗn hợp A gồm FeCO3 và một oxit sắt trong không khí đến khối lượng không đổi. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 32 gam một oxit sắt duy nhất và khí CO2. Hấp thụ hết lượng khí CO2 vào 800 ml dung dịch Ba(OH)2 0,15M, kết thúc phản ứng thu được 15,76 gam kết tủa.XD CÔNG THỨC OXIT SẮT

Giải thích các bước giải:

Đổi: $800ml=0,8lít$

$n_{Ba(OH)_2}=0,8.0,15=0,12mol$

$n_{BaCO_3}=$ `(15,76)/(197)` $=0,08mol$

$n_{Fe_2O_3}=$ `(32)/(160)` $=0,2mol$

Gọi công thức của oxit sắt là $Fe_xO_y$

PTHH:

$4FeCO_3+O_2$ $\xrightarrow{t^o}$ $2Fe_2O_3+4CO_2$          (1)

0,08                                 0,04             0,08           (mol)

$2Fe_xO_y+O_2$ $\xrightarrow{t^o}$ $xFe_2O_3$          (2)

$CO_2+Ba(OH)_2→BaCO_3↓$          (3)

0,08                                    0,08   (mol)

$2CO_2+Ba(OH)_2→Ba(HCO)_2$          (4)

Ta xét 2 trường hợp sau:

Trường hợp 1: Không tạo ra $Ba(HCO_3)_2$ nên chỉ xảy ra phương trình $(1),(2),(3)$

Theo phương trình, ta có:

$n_{CO_2}=n_{BaCO_3}=0,08mol$

⇒ $n_{FeCO_3}=n_{CO_2}=0,08mol$

⇒ $m_{FeCO_3}=0,08.116=9,28g$

⇒ $m_{Fe_xO_y}=m_{hhA}-m_{FeCO_3}=37,12-9,28=27,84g$

$n_{Fe_2O_3(1)}=$ `1/2` $n_{CO_2}=$ `1/2` $.0,08=0,04mol$

$n_{Fe_2O_3}=n_{Fe_2O_3(1)}+n_{Fe_2O_3(2)}=0,2mol$

⇒ $n_{Fe_2O_3(2)}=0,2-0,04=0,16mol$

$n_{Fe_xO_y}=$ `2/x` $n_{Fe_2O_3(2)}=$ `2/x` $.0,16=$ `(0,32)/x` $(mol)$

Ta có:
$m_{hhA}=m_{FeCO_3}+m_{Fe_xO_y}=37,12g$

⇔ $9,28+$ `(0,32)/x` $.(56x+16y)=37,12$

⇒ `x/y` = `(16)/(31)`

⇒ Không có oxit sắt nào thỏa mãn, nên loại trường hợp 1.

Trường hợp 2: Có tạo ra $Ba(HCO_3)_2$, xảy ra phương trình $(1),(2),(3), (4)$

$4FeCO_3+O_2$ $\xrightarrow{t^o}$ $2Fe_2O_3+4CO_2$          (1)

0,08                                0,04           0,08           (mol)

$2Fe_xO_y+O_2$ $\xrightarrow{t^o}$ $xFe_2O_3$          (2)

$CO_2+Ba(OH)_2→BaCO_3↓$          (3)

0,08               0,08               0,08   (mol)

$2CO_2+Ba(OH)_2→Ba(HCO)_2$          (4)

0,08               0,04         (mol)

Theo phương trình, ta có:

$n_{CO_2(3)}=n_{Ba(OH)_2(3)}=n_{BaCO_3}=0,08mol$

$n_{Ba(OH)_2(4)}=n_{Ba(OH)_2}-n_{Ba(OH)_2(3)}=0,12-0,08=0,04mol$

$n_{CO_2(4)}=2.n_{Ba(OH)_2(4)}=2.0,04=0,08mol$

⇒ $n_{CO_2}=n_{CO_2(3)}+n_{CO_2(4)}=0,08+0,08=0,16mol$

⇒ $n_{Fe_2O_3(1)}=$ `1/2` $n_{CO_2}=$ `1/2`$.0,16=0,08mol$

⇒ $n_{Fe_2O_3(2)}=n_{Fe_2O_3}-n_{Fe_2O_3(1)}=0,2-0,08=0,12mol$

⇒ $n_{Fe_xO_y}=$ `2/x` $n_{Fe_2O_3(2)}=$ `2/x` $.0,12=$ `(0,24)/x` (mol)$

Ta có:
$m_{hhA}=m_{FeCO_3}+m_{Fe_xO_y}=37,12g$

⇔ $9,28+$ `(0,24)/x` $.(56x+16y)=37,12$

⇒ `x/y` = `3/4`

⇒ $x=3$

⇒ $y=4$

⇒ Công thức của oxit sắt là $Fe_3O_4$