Để xác định hàm lượng của FeCO3 trong quặng xiđerit, người ta làm như sau: Cân 0,6 gam mẫu quặng, chế hóa nó theo một quy trình hợp lí, thu được dụng dịch FeSO4 trong môi trường H2SO4 loãng. Chuẩn độ dung dịch thu được bằng dung dịch chuẩn KMnO4 0,025M thì dùng vừa hết 25,2 ml dung dịch chuẩn thu được. Hãy tính % theo khối lượng của FeCO3 trong quặng

Question

vichansery · Accepted Answer

Phân tích bài toán

Quá trình xác định hàm lượng FeCO₃ trong quặng dựa trên phản ứng oxy hóa - khử giữa $ext{Fe}^{2+}$ (trong $ext{FeSO}_4$ ) và $ext{KMnO}_4$ . Các bước giải bài toán được thực hiện như sau:

Phản ứng hóa học:

Hòa tan FeCO₃:
FeCO₃ phản ứng với $ext{H}_2 ext{SO}_4$ loãng tạo ra $ext{FeSO}_4$ :

$ext{FeCO}_3 + ext{H}_2 ext{SO}_4 ightarrow ext{FeSO}_4 + ext{CO}_2 \uparrow + ext{H}_2 ext{O}$

Chuẩn độ $ext{Fe}^{2+}$ bằng $ext{KMnO}_4$ :
Phương trình phản ứng giữa $ext{Fe}^{2+}$ và $ext{KMnO}_4$ trong môi trường axit:

$5 ext{Fe}^{2+} + ext{MnO}_4^- + 8 ext{H}^+ ightarrow 5 ext{Fe}^{3+} + ext{Mn}^{2+} + 4 ext{H}_2 ext{O}$

Từ phương trình này, tỉ lệ mol là:
$n_{ ext{Fe}^{2+}} : n_{ ext{KMnO}_4} = 5 : 1$

Tính toán:

1. Số mol của $ext{KMnO}_4$ sử dụng:

Dữ liệu đã cho:

Nồng độ $ext{KMnO}_4$ : $C_{ ext{KMnO}_4} = 0,025 \, ext{M}$
Thể tích dung dịch chuẩn $ext{KMnO}_4$ : $V_{ ext{KMnO}_4} = 25,2 \, ext{ml} = 0,0252 \, ext{l}$

Số mol $ext{KMnO}_4$ :

$n_{ ext{KMnO}_4} = C_{ ext{KMnO}_4} \cdot V_{ ext{KMnO}_4} = 0,025 \cdot 0,0252 = 6,3 imes 10^{-4} \, ext{mol}$

2. Số mol $ext{Fe}^{2+}$ trong dung dịch:

Theo tỉ lệ mol trong phương trình:

$n_{ ext{Fe}^{2+}} = 5 \cdot n_{ ext{KMnO}_4} = 5 \cdot 6,3 imes 10^{-4} = 3,15 imes 10^{-3} \, ext{mol}$

3. Khối lượng $ext{FeCO}_3$ trong mẫu quặng:

Mỗi mol $ext{FeCO}_3$ sinh ra 1 mol $ext{Fe}^{2+}$ , nên:

$n_{ ext{FeCO}_3} = n_{ ext{Fe}^{2+}} = 3,15 imes 10^{-3} \, ext{mol}$

Khối lượng $ext{FeCO}_3$ :

$m_{ ext{FeCO}_3} = n_{ ext{FeCO}_3} \cdot M_{ ext{FeCO}_3} = 3,15 imes 10^{-3} \cdot 115,8 = 0,365 \, ext{g}$

(với $M_{ ext{FeCO}_3} = 115,8 \, ext{g/mol}$ ).

4. Tính phần trăm khối lượng $ext{FeCO}_3$ trong quặng:

Mẫu quặng ban đầu có khối lượng $m_{ ext{quặng}} = 0,6 \, ext{g}$ . Do đó:

$\% ext{FeCO}_3 = \frac{m_{ ext{FeCO}_3}}{m_{ ext{quặng}}} \cdot 100 = \frac{0,365}{0,6} \cdot 100 = 60,83 \, \%$

Kết luận:

Hàm lượng $ext{FeCO}_3$ trong quặng là 60,83%.

Timi · Answer

Để tính % theo khối lượng của FeCO3 trong quặng xiđerit, ta thực hiện các bước sau:

1. **Tính số mol KMnO4 đã sử dụng**:
   $$
   n(KMnO_4) = C \times V = 0,025 \, \text{mol/L} \times 0,0252 \, \text{L} = 0,000630 \, \text{mol}
   $$

2. **Phản ứng giữa KMnO4 và FeSO4**:
   Phản ứng giữa KMnO4 và FeSO4 trong môi trường axit như sau:
   $$
   5Fe^{2+} + MnO_4^{-} + 8H^{+} \rightarrow 5Fe^{3+} + Mn^{2+} + 4H_2O
   $$
   Từ phương trình phản ứng, ta thấy rằng 1 mol KMnO4 phản ứng với 5 mol Fe2+. Do đó, số mol Fe2+ trong dung dịch là:
   $$
   n(Fe^{2+}) = 5 \times n(KMnO_4) = 5 \times 0,000630 = 0,00315 \, \text{mol}
   $$

3. **Tính khối lượng Fe trong FeCO3**:
   Khối lượng mol của Fe là 56 g/mol. Vậy khối lượng Fe trong dung dịch là:
   $$
   m(Fe) = n(Fe^{2+}) \times M(Fe) = 0,00315 \, \text{mol} \times 56 \, \text{g/mol} = 0,1764 \, \text{g}
   $$

4. **Tính khối lượng FeCO3**:
   Phân tử khối của FeCO3 là:
   $$
   M(FeCO_3) = M(Fe) + M(C) + M(O_3) = 56 + 12 + 16 \times 3 = 56 + 12 + 48 = 116 \, \text{g/mol}
   $$
   Số mol FeCO3 tương ứng với số mol Fe là:
   $$
   n(FeCO_3) = n(Fe^{2+}) = 0,00315 \, \text{mol}
   $$
   Khối lượng FeCO3 là:
   $$
   m(FeCO_3) = n(FeCO_3) \times M(FeCO_3) = 0,00315 \, \text{mol} \times 116 \, \text{g/mol} = 0,3654 \, \text{g}
   $$

5. **Tính % theo khối lượng của FeCO3 trong quặng**:
   $$
   \% \, \text{FeCO}_3 = \left( \frac{m(FeCO_3)}{m_{mẫu}} \right) \times 100\% = \left( \frac{0,3654 \, \text{g}}{0,6 \, \text{g}} \right) \times 100\% \approx 60,9\%
   $$

Vậy, hàm lượng của FeCO3 trong quặng xiđerit là khoảng **60,9%**.

Để xác định hàm lượng của FeCO3 trong quặng xiđerit, người ta làm như sau: Cân 0,6 gam mẫu quặng, chế hóa nó theo một quy trình hợp lí, thu được dụng dịch FeSO4 trong môi trường H2SO4 loãng. Chuẩn độ d...

Phân tích bài toán

Phản ứng hóa học:

Tính toán:

1. Số mol của $\text{KMnO}_4$ sử dụng:

2. Số mol $\text{Fe}^{2+}$ trong dung dịch:

3. Khối lượng $\text{FeCO}_3$ trong mẫu quặng:

4. Tính phần trăm khối lượng $\text{FeCO}_3$ trong quặng:

Kết luận:

Để xác định hàm lượng của FeCO3 trong quặng xiđerit, người ta làm như sau: Cân 0,6 gam mẫu quặng, chế hóa nó theo một quy trình hợp lí, thu được dụng dịch FeSO4 trong môi trường H2SO4 loãng. Chuẩn độ d...

Phân tích bài toán

Phản ứng hóa học:

Tính toán:

1. Số mol của KMnO4\text{KMnO}_4 sử dụng:

2. Số mol Fe2+\text{Fe}^{2+} trong dung dịch:

3. Khối lượng FeCO3\text{FeCO}_3 trong mẫu quặng:

4. Tính phần trăm khối lượng FeCO3\text{FeCO}_3 trong quặng:

Kết luận:

1. Số mol của $\text{KMnO}_4$ sử dụng:

2. Số mol $\text{Fe}^{2+}$ trong dung dịch:

3. Khối lượng $\text{FeCO}_3$ trong mẫu quặng:

4. Tính phần trăm khối lượng $\text{FeCO}_3$ trong quặng: