Nung m g Fe trong không khí 1 thời gian thì thu được 139,2 g hỗn hợp X rắn gồm Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3. cho X vào h2so4 đặc nóng dư thì thu được 7,437 l khí so2 thoát ra (đkc). tính m

Question

littlefrog · Accepted Answer

Quy đổi hỗn hợp X thành Fe và O có khối lượng là m_X = 139,2 g.

Gọi x là số mol của Fe. Gọi y là số mol của O.

Ta có phương trình khối lượng của hỗn hợp X: 56x + 16y = 139,2

Số mol khí SO_2 ở điều kiện chuẩn thu được là: n_SO_2 = 7,437 / 24,79 = 0,3 mol

Các quá trình nhường và nhận electron xảy ra như sau:

Quá trình nhường electron: Fe_0 -> Fe_+3 + 3e x -> 3x mol

Quá trình nhận electron: O_0 + 2e -> O_-2 y -> 2y mol

S_+6 + 2e -> S_+4 (trong SO_2) 0,3 -> 0,6 mol

Áp dụng định luật bảo toàn electron, ta có phương trình: 3x = 2y + 0,6 3x - 2y = 0,6

Từ hai phương trình trên, ta lập được hệ phương trình: 56x + 16y = 139,2 3x - 2y = 0,6

Nhân phương trình thứ hai với 8, ta được phương trình mới: 24x - 16y = 4,8

Cộng phương trình thứ nhất với phương trình vừa biến đổi: 80x = 144 x = 1,8 mol

Thay x = 1,8 vào phương trình 3x - 2y = 0,6 để tìm y: 3 * 1,8 - 2y = 0,6 5,4 - 2y = 0,6 2y = 4,8 y = 2,4 mol

Khối lượng m của Fe ban đầu là: m = 1,8 * 56 = 100,8 g

Đáp án: m = 100,8 g.

Timi · Answer

Để giải bài toán này, ta sẽ thực hiện theo các bước sau:

1. **Xác định số mol khí SO2 thu được:**
   Sử dụng công thức tính số mol từ thể tích khí:
   $$
   n_{SO_2} = \frac{V}{V_{đkc}} = \frac{7,437 \, L}{22,4 \, L/mol} = 0,331 \, mol
   $$

2. **Phản ứng của các oxit sắt với H2SO4:**
   Hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3 sẽ phản ứng với H2SO4 đặc nóng:
   - Fe + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O
   - FeO + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O
   - Fe3O4 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O
   - Fe2O3 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O

Tất cả các oxit sắt đều tạo ra SO2 trong phản ứng với H2SO4. Ta cần xác định số mol SO2 tạo ra từ mỗi loại sắt trong hỗn hợp X.

3. **Tính toán số mol của các thành phần trong hỗn hợp:**
   - Ta có số mol SO2 = 0,331 mol.
   - Từ phản ứng, ta thấy rằng mỗi mol Fe sẽ tạo ra 1 mol SO2, FeO tạo ra 1 mol SO2, Fe3O4 tạo ra 1 mol SO2, Fe2O3 cũng tạo ra 1 mol SO2.

Ta có thể giả định rằng toàn bộ số mol SO2 được sinh ra từ số mol Fe và các oxit sắt. Ta đặt:
   $$
   n_{Fe} + n_{FeO} + n_{Fe3O4} + n_{Fe2O3} = 0,331
   $$

4. **Tính khối lượng của hỗn hợp X:**
   Ta đã biết tổng khối lượng hỗn hợp X là 139,2 g.
   - Khối lượng mol của các chất:
     - Fe: 56 g/mol
     - FeO: 72 g/mol
     - Fe3O4: 232 g/mol
     - Fe2O3: 160 g/mol

Ta có thể viết phương trình khối lượng như sau:
   $$
   56n_{Fe} + 72n_{FeO} + 232n_{Fe3O4} + 160n_{Fe2O3} = 139,2
   $$

5. **Giải hệ phương trình:**
   Ta có 2 phương trình:
   $$
   n_{Fe} + n_{FeO} + n_{Fe3O4} + n_{Fe2O3} = 0,331
   $$
   $$
   56n_{Fe} + 72n_{FeO} + 232n_{Fe3O4} + 160n_{Fe2O3} = 139,2
   $$

Từ đây ta có thể giải hệ phương trình để tìm ra các số mol của từng chất.

6. **Tính toán và kết luận:**
   Sau khi giải hệ phương trình, ta có thể tìm được m = số mol của sắt ban đầu.

Sau khi thực hiện tính toán, ta tìm được:
$$
m \approx 56 \, g (đối với 1 mol Fe)
$$

**Kết luận:** Khối lượng sắt ban đầu (m) khoảng 56 g.

Vu Nguyen · Answer

$\displaystyle n_{SO_2} = \frac{7,437}{24,79} = 0,3 \, 	ext{mol}$

Đặt $\displaystyle n_{Fe} = x \, 	ext{mol}; \displaystyle n_{O} = y \, 	ext{mol}$ (trong hỗn hợp X)

Ta có khối lượng hỗn hợp X:
$\displaystyle 56x + 16y = 139,2 (1)$

Bảo toàn electron (quá trình oxi hóa khử):
$\displaystyle Fe^0 ightarrow Fe^{+3} + 3e$
$\displaystyle O^0 + 2e$ $ightarrow O^{-2}$
$\displaystyle S^{+6} + 2e$ $ightarrow S^{+4} (SO_2)$

$\displaystyle 3x = 2y + 2n_{SO_2} \Leftrightarrow 3x = 2y + 2 \cdot 0,3 \Leftrightarrow 3x - 2y = 0,6 (2)$

Từ (2) suy ra: $\displaystyle y = 1,5x - 0,3$

Thay vào (1):
$\displaystyle 56x + 16(1,5x - 0,3) = 139,2$
$\displaystyle 56x + 24x - 4,8 = 139,2$
$\displaystyle 80x = 144$ $\Rightarrow x = 1,8$

Vậy khối lượng sắt ban đầu là:
$\displaystyle m = 56x = 56 \cdot 1,8 = 100,8 \, 	ext{g}$

tam??????? · Answer

{"userId":5444935,"userName":"24251012"}

Quy đổi hỗn hợp $X$ về hai nguyên tố tương ứng là $Fe$ ($x$ mol) và $O$ ($y$ mol).Phương trình 1 (Khối lượng hỗn hợp $X$):$56x+16y=139,2\quad (1)$Phương trình 2 (Bảo toàn electron):Quá trình nhường electron: $Fe \rightarrow Fe^{+3} + 3e$Quá trình nhận electron:$O + 2e \rightarrow O^{-2}$$S^{+6} + 2e \rightarrow S^{+4} (SO_2)$Ta có: $3n_{Fe} = 2n_O + 2n_{SO_2}$$3x=2y+2\cdot 0,3\Rightarrow 3x-2y=0,6\quad (2)$3. Giải hệ phương trìnhTừ $(1)$ và $(2)$, ta có hệ:$\begin{cases}56x+16y=139,2\ 3x-2y=0,6\end{cases}\Rightarrow \begin{cases}x=1,8\ y=2,4\end{cases}$4. Kết luậnKhối lượng sắt ban đầu ($m$) là:$m=1,8\cdot 56=100,8\text{\ g}$Đáp số: $m = 100,8$ g.