giải tự luận Câu 3: Một trong các phương pháp dùng để loại bỏ sắt trong nguồn nước nhiễm sắt là sử dụng lượng vôi tôi,vừa đủ để tăng pH của nước nhằm kết tủa ion sắt khi có mặt oxi, theo sơ đồ phản ứng:,$(1)~Fe^{3+}+OH^-\rightarrow Fe(OH)_3$ $(2)~Fe^{2+}+OH^-+O_2+H_2O\rightarrow Fe(OH)_3$,Một mẫu nước có hàm lượng sắt cao gấp 42 lần so với ngưỡng cho phép quy định là 0,30 mg/l (theo QCVN01-,1:2018/BYT). Giả thiết sắt trong mẫu nước trên chỉ tồn tại ở hai dạng là $Fe^{3+}$ và $Fe^{2+}$ với tỉ lệ mol $Fe^{3+}:Fe^{2+}$,$=1:3.$ Cần tối thiểu m gam $Ca(OH)_2$ để kết tủa hoàn toàn lượng sắt trong $8~m^3$ mẫu nước trên. Tính giá trị,của m ?,Câu 4: Soda khan $(Na_2CO_3)$ là hóa chất dùng để xử lí các bể bơi, có thể loại bỏ hai cation $Ca^{2+}$ và $Mg^{2+}$ (có,tác dụng làm mềm nước cứng). Theo kết quả phân tích, để xử $lí~100~m^3$ nước cần 2,55 kg $Na_2CO_3.$ Tính khối,lượng soda (kg) cần thiết để xử lí $557,35~m^3$ nước ở hồ bơi ?,Câu 5: Hòa tan 5,6 gam Fe bằng dung dịch $H_2SO_4$ loãng dư thu được dung dịch X. Dung dịch X phản ứng,vừa đủ với V ml dung dịch $KMnO_4~0,5M.$ Tính giá trị của V

Question

ngo-thihai-yen · Accepted Answer

câu 3

(1) $\mathrm{Fe}^{3+}+3 \mathrm{OH}^{-} ightarrow \mathrm{Fe}(\mathrm{OH})_3$
(2) $4 \mathrm{Fe}^{2+}+\mathrm{O}_2+4 \mathrm{H}_2 \mathrm{O}+8 \mathrm{OH}^{-} ightarrow 4 \mathrm{Fe}(\mathrm{OH})_3$
4. Số mol $\mathrm{OH}^{-}$cẩn để kết tủa $\mathrm{Fe}^{3+}$ trong $8 \mathrm{~m}^3$ ( 8000 lit ) nước: $n_{\mathrm{OH}^{-}(1)}=3 imes n_{\mathrm{Fe}^{3+}}=$ $3 imes 0,05625 imes 8000=1350 \mathrm{mmol}$.

Số mol $\mathrm{OH}^{-}$cần để kết tủa $\mathrm{Fe}^{2+}$ trong $8 \mathrm{~m}^3$ ( 8000 lit) nước: $n_{\mathrm{OH}^{-}(2)}=2 imes n_{\mathrm{Fe}^{2+}}=2 imes$ $0,16875 imes 8000=2700 \mathrm{mmol}$.

Tổng số mol $O H^{-}$cẩn thiết: $n \mathrm{OH}^{-}=n_{\mathrm{OH}^{-}(1)}+n_{\mathrm{OH}^{-}(2)}=1350+2700=4050 \mathrm{mmol}=$ $4,05 \mathrm{~mol}$.
5. Phản ứng hòa tan của vôi tôi: $\mathrm{Ca}(\mathrm{OH})_2 ightarrow \mathrm{Ca}^{2+}+2 \mathrm{OH}^{-}$ Số mol $\mathrm{Ca}(\mathrm{OH})_2$ cần thiết: $n_{\mathrm{Ca}(\mathrm{OH})_2}=\frac{1}{2} n_{\mathrm{OH}}{ }^{-}=\frac{1}{2} imes 4,05=2,025 \mathrm{~mol}$.
6. Khối lượng $\mathrm{Ca}(\mathrm{OH})_2$ cẩn dùng: $m=n imes M=2,025 \mathrm{~mol} imes 74 \mathrm{~g} / \mathrm{mol}=149,85 \mathrm{~g}$.

Timi · Answer

### Giải bài tập

#### Câu 3:
Đầu tiên, ta xác định hàm lượng sắt trong mẫu nước:

- Ngưỡng cho phép: 0,30 mg/l
- Mẫu nước nhiễm sắt cao gấp 42 lần, do đó:
  
  $$
  C_{Fe} = 42 \times 0,30 \text{ mg/l} = 12,6 \text{ mg/l}
  $$

Tính thể tích nước:

$$
V = 8 \text{ m}^3 = 8 \times 10^3 \text{ l} = 8000 \text{ l}
$$

Tổng khối lượng sắt trong mẫu nước:

$$
m_{Fe} = C_{Fe} \times V = 12,6 \text{ mg/l} \times 8000 \text{ l} = 100800 \text{ mg} = 100,8 \text{ g}
$$

Tỉ lệ mol của sắt trong mẫu nước là $Fe^{3+} : Fe^{2+} = 1:3$. Tổng số mol sắt:

$$
n_{Fe} = \frac{m_{Fe}}{M_{Fe}} = \frac{100,8 \text{ g}}{56 \text{ g/mol}} \approx 1,8 \text{ mol}
$$

Tỉ lệ mol sẽ là:

- $n_{Fe^{3+}} = \frac{1}{4} n_{Fe} = \frac{1}{4} \times 1,8 = 0,45 \text{ mol}$
- $n_{Fe^{2+}} = \frac{3}{4} n_{Fe} = \frac{3}{4} \times 1,8 = 1,35 \text{ mol}$

Bây giờ, ta tính số mol $OH^-$ cần thiết để kết tủa sắt:

- Phản ứng 1: $Fe^{3+} + 3OH^- \rightarrow Fe(OH)_3$ cần 3 mol $OH^-$ cho mỗi mol $Fe^{3+}$:

$$
n_{OH^-} = 3 \times n_{Fe^{3+}} = 3 \times 0,45 = 1,35 \text{ mol}
$$

- Phản ứng 2: $Fe^{2+} + 2OH^- \rightarrow Fe(OH)_2$ cần 2 mol $OH^-$ cho mỗi mol $Fe^{2+}$:

$$
n_{OH^-} = 2 \times n_{Fe^{2+}} = 2 \times 1,35 = 2,7 \text{ mol}
$$

Tổng số mol $OH^-$ cần thiết là:

$$
n_{OH^- \text{ tổng}} = 1,35 + 2,7 = 4,05 \text{ mol}
$$

Sử dụng $Ca(OH)_2$:

$$
n_{Ca(OH)_2} = n_{OH^-} \times \frac{1}{2} = 4,05 \times \frac{1}{2} = 2,025 \text{ mol}
$$

Tính khối lượng $Ca(OH)_2$:

$$
m_{Ca(OH)_2} = n_{Ca(OH)_2} \times M_{Ca(OH)_2} = 2,025 \text{ mol} \times 74 \text{ g/mol} \approx 149,85 \text{ g}
$$

Do đó, giá trị của $m$ là:

$$
\boxed{149,85 \text{ g}}
$$

#### Câu 4:
Từ thông tin đã cho, 2,55 kg $Na_2CO_3$ xử lý 100 m³ nước. Tính khối lượng cần xử lý 557,35 m³ nước:

Tính tỷ lệ:

$$
\text{Khối lượng cần xử lý} = \frac{2,55 \text{ kg}}{100 \text{ m}^3} \times 557,35 \text{ m}^3
$$

$$
= 2,55 \times 5,5735 = 14,205 \text{ kg}
$$

Do đó, khối lượng soda cần thiết là:

$$
\boxed{14,205 \text{ kg}}
$$

#### Câu 5:
Hòa tan 5,6 g Fe trong dung dịch $H_2SO_4$:

Tính số mol Fe:

$$
n_{Fe} = \frac{5,6 \text{ g}}{56 \text{ g/mol}} = 0,1 \text{ mol}
$$

Phản ứng giữa $Fe$ và $KMnO_4$:

$$
\text{Phương trình phản ứng: } 5Fe^{2+} + KMnO_4 + H_2SO_4 \rightarrow 5Fe^{3+} + Mn^{2+} + K_2SO_4 + H_2O
$$

Từ phản ứng trên, mỗi 1 mol $KMnO_4$ phản ứng với 5 mol $Fe^{2+}$:

$$
n_{KMnO_4} = \frac{n_{Fe}}{5} = \frac{0,1 \text{ mol}}{5} = 0,02 \text{ mol}
$$

Tính thể tích dung dịch $KMnO_4$:

$$
V = \frac{n_{KMnO_4}}{C} = \frac{0,02 \text{ mol}}{0,5 \text{ mol/l}} = 0,04 \text{ l} = 40 \text{ ml}
$$

Do đó, giá trị của $V$ là:

$$
\boxed{40 \text{ ml}}
$$