Để giải bài toán này, ta cần áp dụng các bước sau:
Viết phương trình phản ứng:
Fe3O4 + 8H2SO4 → FeSO4 + 3Fe2(SO4)3 + 4H2O + 8SO2
Tính số mol SO2 sản phẩm sinh ra:
Theo phương trình phản ứng trên, ta thấy rằng 1 mol Fe3O4 phản ứng với 8 mol H2SO4 sẽ sinh ra 8 mol SO2. Do đó, với 3,34 g Fe3O4, ta tính được số mol Fe3O4 như sau:
M(Fe3O4) = 55,85 g/mol + 16 g/mol x 4 = 231,72 g/mol
n(Fe3O4) = m/M = 3,34 g / 231,72 g/mol = 0,0144 mol
Số mol SO2 sản phẩm sinh ra là:
n(SO2) = 8 x n(Fe3O4) = 8 x 0,0144 mol = 0,1152 mol
Tính số mol H2SO4 đã phản ứng:
Ta biết khối lượng muối tạo thành là 85,6 g, ta cần tính số mol H2SO4 dùng để tạo ra muối đó. Đầu tiên, ta cần xác định công thức muối tạo thành.
FeSO4 + Fe2(SO4)3 → Fe3(SO4)4
Như vậy, muối tạo thành là Fe3(SO4)4. Ta tính được khối lượng mol của muối này như sau:
M(Fe3(SO4)4) = 55,85 g/mol x 3 + 32,06 g/mol x 4 = 399,88 g/mol
n(Fe3(SO4)4) = m/M = 85,6 g / 399,88 g/mol = 0,214 mol
Do phương trình phản ứng cho biết 1 mol Fe3O4 tương ứng với 8 mol H2SO4, ta có thể tính được số mol H2SO4 đã phản ứng như sau:
n(H2SO4) = n(Fe3O4) / 8 = 0,0144 mol / 8 = 0,0018 mol
Kết luận:
Số mol H2SO4 đã phản ứng là 0,0018 mol.