1. Viết các phương trình phản ứng xảy ra:
a) Phần một hoà tan vào dung dịch H2SO4:
Fe + H2SO4 -> FeSO4 + H2↑
Fe3O4 + 8H2SO4 -> 3FeSO4 + 4H2O + H2↑
b) Dung dịch Y làm mất màu KMnO4:
5FeSO4 + KMnO4 + 8H2SO4 -> 5Fe2(SO4)3 + MnSO4 + K2SO4 + 8H2O
c) Phần hai nung với khí CO:
Fe3O4 + 4CO -> 3Fe + 4CO2
d) Khí CO2 tác dụng với dung dịch Ba(OH)2:
Ba(OH)2 + CO2 -> BaCO3 + H2O
e) Thêm nước vôi vào bình Z:
BaCO3 + H2O + Ca(OH)2 -> Ba(OH)2 + CaCO3
2. Tính khối lượng hỗn hợp X ban đầu:
- Trong phản ứng (a), 1 mol Fe tạo ra 1 mol H2, nên số mol H2 sinh ra từ Fe là 2,24/22,4 = 0,1 mol.
- Trong phản ứng (b), mỗi mol FeSO4 tạo ra 1 mol Fe2(SO4)3, nên số mol FeSO4 có trong dung dịch Y là 0,1 mol.
- Tổng số mol Fe trong hỗn hợp X ban đầu là 0,1 mol (từ phần a) + 0,1 mol (từ phần b) + 0,1 mol (từ phần c) = 0,3 mol.
- Vì hai phần bằng nhau, nên khối lượng hỗn hợp X ban đầu là 0,3 mol x (55,8 g/mol Fe + 231,5 g/mol Fe3O4) = 87,54 g.
3. Tính % Fe3O4 đã bị khử:
- Tổng khối lượng Fe và Fe3O4 trong hỗn hợp X ban đầu là 0,3 mol x (55,8 g/mol Fe + 231,5 g/mol Fe3O4) = 87,54 g.
- Từ (c), ta biết rằng mỗi mol Fe3O4 cho ra 3 mol Fe, nên số mol Fe3O4 đã bị khử là 0,1 mol (từ phần c).
- Khối lượng Fe3O4 đã bị khử là 0,1 mol x 231,5 g/mol = 23,15 g.
- Vậy, % Fe3O4 đã bị khử là (23,15 g / 87,54 g) x 100% = 26.43%.