Để giải bài toán này, chúng ta sẽ làm theo từng bước của quá trình phản ứng.
**Bước 1:** Xác định số mol của Cr2O3
- Khối lượng của Cr2O3 là 1,5 gam.
- Khối lượng mol của Cr2O3 = 52 + 16*3 = 152 g/mol.
Số mol Cr2O3:
\[ n_{Cr2O3} = \frac{1,5 \text{ g}}{152 \text{ g/mol}} \approx 0,00987 \text{ mol} \]
**Bước 2:** Tính số mol của K2CrO4 tạo thành
Theo phương trình phản ứng (1):
\[ 1 \text{ mol } Cr2O3 \text{ tạo ra } 2 \text{ mol } K2CrO4 \]
Do đó, số mol K2CrO4 tạo ra là:
\[ n_{K2CrO4} = 2 \times n_{Cr2O3} = 2 \times 0,00987 \approx 0,01974 \text{ mol} \]
**Bước 3:** Tính khối lượng K2Cr2O7 trong sản phẩm X
Theo phương trình phản ứng (2):
\[ 2 \text{ mol } K2CrO4 \text{ tạo ra } 1 \text{ mol } K2Cr2O7 \]
Vì vậy, số mol K2Cr2O7:
\[ n_{K2Cr2O7} = \frac{n_{K2CrO4}}{2} = \frac{0,01974}{2} \approx 0,00987 \text{ mol} \]
Khối lượng mol của K2Cr2O7 = 39*2 + 52 + 16*7 = 294 g/mol.
Khối lượng K2Cr2O7:
\[ m_{K2Cr2O7} = n_{K2Cr2O7} \times M_{K2Cr2O7} = 0,00987 \text{ mol} \times 294 \text{ g/mol} \approx 2,9 \text{ g} \]
Tuy nhiên, trong sản phẩm thu được (2,21 g) có cả K2SO4, nên phải tìm được lượng K2SO4.
**Bước 4:** Xác định khối lượng K2SO4 trong sản phẩm
Tổng khối lượng sản phẩm X = khối lượng K2Cr2O7 + khối lượng K2SO4.
Do đó, khối lượng K2SO4 là:
\[ m_{K2SO4} = 2,21 \text{ g} - m_{K2Cr2O7} \]
Nếu coi lượng K2Cr2O7 trong sản phẩm là 2,9 g thì không đúng vì tổng khối lượng sản phẩm là 2,21 g.
Ta biết:
- Khối lượng của sản phẩm thu được là 2,21 g, vậy ta có thể điều chỉnh lại tỷ lệ K2Cr2O7 và K2SO4 cho phù hợp.
**Bước 5:** Tính toán với phương trình chuẩn độ
Dựa trên phương trình phản ứng (3), số mol FeSO4 trong 12,60 mL dung dịch Y:
- C nồng độ = 0,1 M
\[ n_{FeSO4} = 0,1 \text{ mol/L} \times 0,0126 \text{ L} = 0,00126 \text{ mol} \]
Theo phương trình phản ứng (3):
\[ 6 \text{ mol } FeSO4 \text{ phản ứng với } 1 \text{ mol } K2Cr2O7 \]
Vậy số mol K2Cr2O7 phản ứng là:
\[ n_{K2Cr2O7} = \frac{n_{FeSO4}}{6} = \frac{0,00126}{6} = 0,00021 \text{ mol} \]
**Bước 6:** Tính toán khối lượng K2Cr2O7 trong 50 mL dung dịch Y
Trong 50 mL dung dịch Y, nồng độ K2Cr2O7:
\[ m_{K2Cr2O7} = n_{K2Cr2O7} \times M_{K2Cr2O7} = 0,00021 \text{ mol} \times 294 \text{ g/mol} \approx 0,06134 \text{ g} \]
**Kết luận:**
Tổng hợp lại, học sinh đã thu được 2,21 g sản phẩm, trong đó có K2Cr2O7 và K2SO4. Để chính xác, cần làm thêm các bước tính toán chính xác lượng K2SO4 có trong sản phẩm để đảm bảo khối lượng thu được chính xác với kết quả lý thuyết.
Kết quả cuối cùng cần được điều chỉnh tùy theo tỷ lệ K2Cr2O7 và K2SO4.