Google
Câu hỏi: Dung dịch A là $ FeS{O_4} $ có lẫn tạp chất $ F{e_2}{\left(S{O_4}\right)_3} $. Để xác định nồng độ mol của mỗi chất trong dung dịch A, người ta tiến hành những thí nghiệm sau:
- Thí nghiệm 1: thêm dần dung dịch $ NaOH $ vào 20 ml dung dịch A cho đến dư, đun nóng. Lọc lấy kết tủa, nung trong không khí ở nhiệt độ cao tới khi khối lượng không đổi, được chất rắn duy nhất có khối lượng là $ 1,2 $ gam.
- Thí nghiệm 2: thêm vài giọt dung dịch $ {H_2}S{O_4} $ vào 20 ml dung dịch A, rồi nhỏ dần từng giọt dung dịch $ KMn{O_4} $ vào dung dịch trên, lắc nhẹ. Khi dung dịch có màu hồng thì dừng thí nghiệm, người ta đã dùng hết 10 ml dung dịch $ KMn{O_4} 0,2M $.
a) Giải thích quá trình thí nghiệm và viết các phương trình hóa học.
b) Tính nồng độ mol của mỗi chất có trong dung dịch A ban đầu.
c) Bằng phương pháp hóa học nào có thể loại bỏ được tạp chất có trong dung dịch A ban đầu? Viết phương trình hóa học của phản ứng đã dùng.
- Thí nghiệm 1: thêm dần dung dịch $ NaOH $ vào 20 ml dung dịch A cho đến dư, đun nóng. Lọc lấy kết tủa, nung trong không khí ở nhiệt độ cao tới khi khối lượng không đổi, được chất rắn duy nhất có khối lượng là $ 1,2 $ gam.
- Thí nghiệm 2: thêm vài giọt dung dịch $ {H_2}S{O_4} $ vào 20 ml dung dịch A, rồi nhỏ dần từng giọt dung dịch $ KMn{O_4} $ vào dung dịch trên, lắc nhẹ. Khi dung dịch có màu hồng thì dừng thí nghiệm, người ta đã dùng hết 10 ml dung dịch $ KMn{O_4} 0,2M $.
a) Giải thích quá trình thí nghiệm và viết các phương trình hóa học.
b) Tính nồng độ mol của mỗi chất có trong dung dịch A ban đầu.
c) Bằng phương pháp hóa học nào có thể loại bỏ được tạp chất có trong dung dịch A ban đầu? Viết phương trình hóa học của phản ứng đã dùng.
a) Đặt số mol $ FeS{O_4} $ và $ F{e_2}{\left(S{O_4}\right)_3} $ lần lượt là $ x $ và $ y $.
* Thí nghiệm 1:
$ \eqalign{
& FeS{O_4} + 2NaOH \Rightarrow Fe{\left(OH\right)_2} \downarrow + N{a_2}S{O_4}. \left(1\right) \cr
& x \buildrel {} \over
\longrightarrow x \cr
& F{e_2}\left(S{O_4}\right)_3 + 6NaOH \Rightarrow 2F{e}{\left(OH\right)_3} \downarrow + 3N{a_2}S{O_4}. \left( 2 \right) \cr
& y \buildrel {} \over
\longrightarrow 2y \cr
& 4Fe{\left(OH\right)_2} + {O_2}\buildrel {{t^0}} \over
\longrightarrow 2F{e_2}{O_3} + 4{H_2}O. \left( 3 \right) \cr
& x \buildrel {} \over\longrightarrow {x \over 2} \cr
& 2Fe{\left( {OH} \right)_3}\buildrel {{t^0}} \over
\longrightarrow F{e_2}{O_3} + 3{H_2}O \left( 4 \right) \cr
& 2y \buildrel {} \over
\longrightarrow y \cr} $
* Thí nghiệm 2:
$ \eqalign{
& 10FeS{O_4} + 2KMn{O_4} + 8{H_2}S{O_4} \Rightarrow 5F{e_2}{\left( {S{O_4}} \right)_3} + {K_2}S{O_4} + 2MnS{O_4} + 8{H_2}O. \left( 5 \right) \cr
& x \buildrel {} \over
\rightarrow {x \over 5} \cr} $
Từ (1), (2), (3), (4), và (5) ta có:
$ \left\{ \matrix{
{x \over 2} + y = {{1,2} \over {160}} \hfill \cr
{x \over 5} = 0,2.0,01 \hfill \cr} \right. \Leftrightarrow \left\{ \matrix{
x = 0,01 \hfill \cr
y = 0,0025 \hfill \cr} \right. $
b) Nồng độ mol/l của các chất có trong dung dịch A:
$ {CM_{{{FeS{O_4}}}}} = {{0,01} \over {0,02}} = 0,5M $
$ {CM_{{{F{e_2}{{\left(S{O_4}\right)}_{_3}}}}}} = {{0,0025} \over {0,02}} = 0,125M $
c) Ngâm đinh sắt vào A sẽ loại được $ F{e_2}\left(S{O_4}\right)_3 $
$ Fe + F{e_2}{\left(S{O_4}\right)_3} \Rightarrow 3FeS{O_4} $
* Thí nghiệm 1:
$ \eqalign{
& FeS{O_4} + 2NaOH \Rightarrow Fe{\left(OH\right)_2} \downarrow + N{a_2}S{O_4}. \left(1\right) \cr
& x \buildrel {} \over
\longrightarrow x \cr
& F{e_2}\left(S{O_4}\right)_3 + 6NaOH \Rightarrow 2F{e}{\left(OH\right)_3} \downarrow + 3N{a_2}S{O_4}. \left( 2 \right) \cr
& y \buildrel {} \over
\longrightarrow 2y \cr
& 4Fe{\left(OH\right)_2} + {O_2}\buildrel {{t^0}} \over
\longrightarrow 2F{e_2}{O_3} + 4{H_2}O. \left( 3 \right) \cr
& x \buildrel {} \over\longrightarrow {x \over 2} \cr
& 2Fe{\left( {OH} \right)_3}\buildrel {{t^0}} \over
\longrightarrow F{e_2}{O_3} + 3{H_2}O \left( 4 \right) \cr
& 2y \buildrel {} \over
\longrightarrow y \cr} $
* Thí nghiệm 2:
$ \eqalign{
& 10FeS{O_4} + 2KMn{O_4} + 8{H_2}S{O_4} \Rightarrow 5F{e_2}{\left( {S{O_4}} \right)_3} + {K_2}S{O_4} + 2MnS{O_4} + 8{H_2}O. \left( 5 \right) \cr
& x \buildrel {} \over
\rightarrow {x \over 5} \cr} $
Từ (1), (2), (3), (4), và (5) ta có:
$ \left\{ \matrix{
{x \over 2} + y = {{1,2} \over {160}} \hfill \cr
{x \over 5} = 0,2.0,01 \hfill \cr} \right. \Leftrightarrow \left\{ \matrix{
x = 0,01 \hfill \cr
y = 0,0025 \hfill \cr} \right. $
b) Nồng độ mol/l của các chất có trong dung dịch A:
$ {CM_{{{FeS{O_4}}}}} = {{0,01} \over {0,02}} = 0,5M $
$ {CM_{{{F{e_2}{{\left(S{O_4}\right)}_{_3}}}}}} = {{0,0025} \over {0,02}} = 0,125M $
c) Ngâm đinh sắt vào A sẽ loại được $ F{e_2}\left(S{O_4}\right)_3 $
$ Fe + F{e_2}{\left(S{O_4}\right)_3} \Rightarrow 3FeS{O_4} $