Question

[29 Phúc Hưng]

Hỗn hợp X gồm FeO, Cu, Fe2O3. Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp X trong dung dịch HCl vừa đủ chỉ thu được dung dịch Y gồm 2 chất tan. Đem toàn bộ dung dịch Y tác dụng với dung dịch AgNO3 dư thu được 36,8 gam kết tủa gồm AgCl và Ag. Nếu cho toàn bộ dung dịch Y tác dụng với dung dịch NaOH dư, lọc lấy kết tủa nung ngoài không khí đến khối lượng không đổi thu được 8 gam chất rắn khan. Mặt khác nếu hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp X tỏng H2SO4 đặc, nóng, dư thu được V lít (ddktc) khí SO2 duy nhất. Tìm giá trị của m

Answer 1

[Buddy]

Đặt mol của FeO, Cu, Fe2O3 lần lượt là x, y, z (mol)

- Khi cho X phản ứng với HCl vừa đủ thu được dd Y gồm 2 chất tan → Y chứa FeCl2 và CuCl2

FeO + 2 HCl → FeCl2 + H2O

  x →                    x

Fe2O3 + 6 HCl → 2 FeCl3 + 3 H2O

    z →                        2z

2 FeCl3 + Cu → CuCl2 + 2 FeCl2

     2z  →   z  →    z →         2z

Vì Cu phản ứng vừa đủ với FeCl3 nên ta có z = y (1)

Dung dịch Y chứa FeCl2 (x + 2z mol) và CuCl2 (z mol)

- Khi cho dd Y tác dụng với AgNO3 dư:

FeCl2 + 3AgNO3 → 2AgCl   +     Ag + Fe(NO3)3

(x+2z) →                 2(x+2z) → (x+2z)

CuCl2 + 2AgNO3 → 2 AgCl + Cu(NO3)2

   z  →                            2z

⟹ mkết tủa AgCl, Ag = 143,5.(2x + 6z) + 108.(x + 2z) = 36,8 (2)

Y{FeCl2;CuCl2}+NaOHdu−−→↓{Fe(OH)2;Cu(OH)2}Nung−−→Chatran{Fe2O3;CuO}Y{FeCl2;CuCl2}→+NaOHdu↓{Fe(OH)2;Cu(OH)2}→NungChatran{Fe2O3;CuO}

Bảo toàn nguyên tố Fe ⟹ nFe2O3 = 1/2.nFeO + nFe2O3 = 0,5x + z (mol)

Bảo toàn nguyên tố Cu ⟹ nCuO = nCu = y (mol)

⟹ mchất rắn = 160.(0,5x + z) + 80y = 8 (3)

Giải hệ (1) (2) (3) được x = 0,025; y = 0,025; z = 0,025

⟹ m = 0,025.72 + 0,025.64 + 0,025.160 = 7,4 gam

- Mặt khác cho X phản ứng với H2SO4 đặc:

Quá trình trao đổi e:

Fe+2 → Fe+3 + 1e                        S+6 + 2e → S+4 (SO2)

Cu0 → Cu+2 + 2e

Áp dụng bảo toàn e: nFeO + 2nCu = 2nSO2 ⇔ 0,025 + 2.0,025 = 2.nSO2 ⇔ nSO2 = 0,0375 mol

⟹ V = 0,0375.22,4 = 0,84 lít