Đề bài
Cho Fe phản ứng với dung dịch \[H_2SO_4\] thu được khí A và 11,04 gam muối. Tính khối lượng Fe phản ứng biết rằng số mol Fe phản ứng bằng 37,5% số mol \[H_2SO_4\] phản ứng.
Phương pháp giải - Xem chi tiết
Axit \[H_2SO_4\] không biết là loãng hay đặc, khí thoát ra không biết là \[H_2\] hay là \[SO_2\] nên chưa kết luận được
Nếu \[H_2SO_4\] là loãng phản ứng với Fe tỉ lệ 1 : 1 loại
Nếu \[H_2SO_4\] đặc, nóng phản ứng với Fe tỉ lệ 1 : 3 có thêm phản ứng giữa Fe với muối \[Fe^{3+}\] tạo ra muối \[Fe^{2+}\]
Các phản ứng cho - nhận e xảy ra:
\[Fe Fe^{3+} + 3e\] [ 1 ] \[2H_2SO_4 + 2e SO_2 + SO_4^{2-} + 2H_2O\]
\[Fe + 2Fe^{3+} 3Fe^{2+}\] [2]
Nếu gọi số mol \[H_2SO_4\] phản ứng là x thì số mol Fe phản ứng [ 1 ] là x/3 số mol Fe phản ứng [2] là y, vậy ta có:
\[\dfrac{x}{3} + y = 0,375x \Leftrightarrow 24y = x\left[ * \right]\]
\[\dfrac{{{\raise0.5ex\hbox{$\scriptstyle x$}
\kern-0.1em/\kern-0.15em
\lower0.25ex\hbox{$\scriptstyle 3$}} - 2y}}{2} = 11,04\left[ {**} \right]\]
Giải hệ phương trình tính ra x, y
Lời giải chi tiết
Axit \[H_2SO_4\] không biết là loãng hay đặc, khí thoát ra không biết là \[H_2\] hay là \[SO_2\] nên chưa kết luận được
Nếu \[H_2SO_4\] là loãng phản ứng với Fe tỉ lệ 1 : 1 loại
Nếu \[H_2SO_4\] đặc, nóng phản ứng với Fe tỉ lệ 1 : 3 có thêm phản ứng giữa Fe với muối \[Fe^{3+}\] tạo ra muối \[Fe^{2+}\]
Các phản ứng cho - nhận e xảy ra:
\[Fe Fe^{3+} + 3e\] [ 1 ] \[2H_2SO_4 + 2e SO_2 + SO_4^{2-} + 2H_2O\]
\[Fe + 2Fe^{3+} 3Fe^{2+}\] [2]
Nếu gọi số mol \[H_2SO_4\] phản ứng là x thì số mol Fe phản ứng [ 1 ] là x/3 số mol Fe phản ứng [2] là y, vậy ta có:
\[\dfrac{x}{3} + y = 0,375x \Leftrightarrow 24y = x\left[ * \right]\]
Mặt khác :
\[m_{muối}\]=\[m_{FeSO_4}\]+\[m_{Fe_2[SO_4]_3}\]= 152.3y + 400 x
\[\dfrac{{{\raise0.5ex\hbox{$\scriptstyle x$}
\kern-0.1em/\kern-0.15em
\lower0.25ex\hbox{$\scriptstyle 3$}} - 2y}}{2} = 11,04\left[ {**} \right]\]
Thay [*] vào [**] giải được y = 0,0067; x = 0,16
Vậy khối lượng Fe phản ứng là: 0,16.0,375.56 = 3,36 [gam].