Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp X gồm 0,008 mol FeS₂ và 0,012 mol FeS vào lượng dư dung dịch H₂SO₄ đặc, nóng thu được Fe₂(SO₄)₃, SO₂ và H₂O. Lượng khí SO₂ thoát ra phản ứng vừa đủ với V lít dung dịch KMnO₄ 0,02M thu được dung dịch trong suốt, không màu. (Biết O = 16; S = 32; K = 39; Mn = 55; Fe = 56). Giá trị của V là

Phương pháp giải:

Quy đổi hỗn hợp X gồm FeS₂ và FeS thành hỗn hợp X gồm Fe và S.

Bảo toàn nguyên tố Fe và S ⟹ Số mol Fe và S trong X.

X + H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + SO₂ + H₂O

Bảo toàn electron ⟹ số mol SO₂.

Tính theo PTHH: 5SO₂ + 2KMnO₄ + 3H₂O → K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 2H₂SO₄.

Giải chi tiết:

* Quy đổi hỗn hợp X gồm FeS₂ và FeS thành hỗn hợp X gồm Fe và S.

Bảo toàn nguyên tố Fe và S ta có:

\[X\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{{n_{Fe}} = {n_{Fe{S_2}}} + {n_{FeS}} = 0,008 + 0,012 = 0,02}\\{{n_S} = 2{n_{Fe{S_2}}} + {n_{FeS}} = 2.0,008 + 0,012 = 0,028}\end{array}} \right.(mol)\]

* X + H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + SO₂ + H₂O

Quá trình trao đổi e:

Fe⁰ → Fe⁺³ + 3e          ;           S⁺⁶ + 2e → S⁺⁴

S⁰ → S⁺⁶ + 6e

Bảo toàn electron ta có:

\[3{n_{Fe}} + 6{n_S}\; = 2{n_{S{O_2}}} \Rightarrow {n_{S{O_2}}} = 0,114(mol)\]

* PTHH: 5SO₂ + 2KMnO₄ + 3H₂O → K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 2H₂SO₄

                0,114 → 0,0456     (mol)

⟹ \[{V_{KMn{O_4}}} = \frac{{{n_{KMn{O_4}}}}}{{{C_{M(KMn{O_4})}}}} = \frac{{0,0456}}{{0,02}} = 2,28(l)\]

Vậy V = 2,28 lít.