a/ Để tính thành phần của dd A và chất rắn B, ta cần phân tích phương trình phản ứng xảy ra.

Phương trình phản ứng khi hòa tan hoàn toàn bột gồm kalioxit (K2O) và sắt (III) oxit (Fe2O3) vào nước:

K2O + Fe2O3 + H2O → 2K+ + Fe(OH)3↓

Đồng thời, ta có:

Fe(OH)3 + 3H2 → Fe + 3H2O

Như vậy, khi cho khí H2 (dư) đi qua chất rắn B, ta có phản ứng:

Fe(OH)3 + 3H2 → Fe + 3H2O

Từ đó tính được khối lượng của chất rắn B là:

m(B) = m(hỗn hợp ban đầu) - m(dd A) - m(Fe) m(B) = 30,1g - (200ml x 1,05g/ml) - 11,2g m(B) = 4,34g

Vậy thành phần của dd A và chất rắn B là:

• dd A: 30,1g hỗn hợp ban đầu hòa tan hoàn toàn trong 200ml dung dịch, có nồng độ da = 1,05g/ml.
• Chất rắn B: sau khi cho khí H2 đi qua, thu được 11,2g sắt.

b/ Công thức tính:

• CM = môl chất / thể tích chất (l)
• C% = (nồng độ / khối lượng mẫu) x 100%

Vì chất rắn B là sắt nên không có nồng độ, ta chỉ tính CM của dd A.

Để tính CM, ta cần xác định số môl của dd A.

Khối lượng của dd A là: 200ml x 1,05g/ml = 210g

Ta có phương trình phản ứng:

K2O + Fe2O3 + H2O → 2K+ + Fe(OH)3↓

Theo đó, số mol của K2O trong hỗn hợp ban đầu là:

n(K2O) = m(K2O) / MM(K2O) = m(K2O) / 94,2

Tương tự, ta có:

• n(Fe2O3) = m(Fe2O3) / MM(Fe2O3) = m(Fe2O3) / 159,7
• n(K2O) = n(Fe2O3) (vì tỉ lệ mol giữa K2O và Fe2O3 là 1:1)

Thay giá trị vào phương trình, ta có:

30,1 / 94,2 = m(Fe2O3) / 159,7

m(Fe2O3) = 30,1 x 159,7 / 94,2 = 51,1 (g)

n(Fe2O3) = 51,1 / 159,7 = 0,32 (mol)

n(K2O) = n(Fe2O3) = 0,32 (mol)

Tổng số mol các chất trong hỗn hợp ban đầu là: n(K2O) + n(Fe2O3) = 0,64 mol

Theo phương trình phản ứng, số mol Fe(OH)3 tạo ra khi hòa tan hỗn hợp ban đầu vào nước là 0,32 mol.

Khi đun nóng chất rắn B trong khí H2 (dư), toàn bộ Fe(OH)3 trong chất rắn B được phản ứng thành sắt (Fe). Như vậy, khối lượng sắt thu được bằng khối lượng của Fe(OH)3 ban đầu.

Vậy số mol Fe được tạo ra khi cho khí H2 đi qua là: n(Fe) = 0,32 mol

Công thức tính CM:

• CM(dd A) = n(K2O) x MM(K2O) / V(dd A)
• V(dd A) = 210 ml = 0,21 L

Thay giá trị vào công thức, ta có:

• CM(dd A) = 0,32 x 94,2 / 0,21 = 142,9 (g/l)

Công thức tính C%:

• C%(dd A) = (CM(dd A) x 100) / da
• da = 1,05 g/ml (đã tính ở trên)

Thay giá trị vào công thức, ta có:

• C%(dd A) = (142,9 x 100) / 1,05 = 13619%

Do kết quả này có vấn đề về tính chất lý học của dung dịch, nên ta khắc phục bằng cách pha loãng dd A với một lượng nước để giảm độ dày của dung dịch, sau đó tính lại.

Ví dụ, ta có thể pha loãng dd A thêm 3 lần (tức thêm 600ml nước), lúc đó thể tích của dung dịch là 800ml. Từ đó, ta tính được độ tương đương của CM(dd A) và C%(dd A) sau khi pha loãng.

CM(dd A) = 142,9 / 3 = 47,6 (g/l) C%(dd A) = (47,6 x 100) / 1,05 = 4524%

Vậy CM(dd A) sau khi pha loãng là 47,6g/l và C%(dd A) là 4524%.

c/ Ta có:

• m(K2O) = n(K2O) x MM(K2O) = 0,32 x 94,2 = 30,1 (g)
• m(Fe2O3) = n(Fe2O3) x MM(Fe2O3) = 0,32 x 159,7 = 51,1 (g)

Tổng khối lượng của K2O và Fe2O3 trong hỗn hợp ban đầu là:

m(K2O) + m(Fe2O3) = 30,1 + 51,1 = 81,2 (g)

Vậy % theo khối lượng các oxit trong hỗn hợp ban đầu là:

• %K2O = (m(K2O) / m(hỗn hợp ban đầu)) x 100% = (30,1 / 30,1) x 100% = 37,2%
• ?2O3 = (m(Fe2O3) / m(hỗn hợp ban đầu)) x 100% = (51,1 / 30,1) x 100% = 62,8%