Cho m gam hỗn hợp X gồm Fe và FeO tác dụng với dung dịch HCl dư, thu được 0,3 mol khí H₂. Nếu cho m gam hỗn hợp X trên tác dụng với axit H₂SO₄ đặc, dư, đun nóng, thu được 11,2 lít khí SO₂ (đktc). Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn, SO₂ là sản phẩm khử duy nhất của S⁺⁶. Giá trị của m và khối lượng axit H₂SO₄ đã phản ứng lần lượt là

Trả lời:

Đặt số mol Fe = a (mol); FeO = b (mol)

Cho hh X tác dụng với HCl dư chỉ có Fe tạo ra khí H₂

BT e:

2n_Fe = 2n_H2 

⟹ n_Fe = n_H2 = 0,3 (mol)

⟹ a = 0,3 (mol)

Cho hh X tác dụng với H₂SO₄ đặc, nóng dư cả Fe và FeO cùng tạo khí

n_SO2(đktc) = 11,2/22,4 = 0,5 (mol)

quá trình nhường e

Fe⁰ → Fe⁺³ + 3e

Fe⁺² (FeO) →Fe⁺³ + 1e

quá trình nhận e

S⁺⁶ + 2e → S⁺⁴ (SO₂)

bảo toàn e ta có: n_{e nhường} = n_{e nhận}

⟹ 3n_Fe + n_FeO = 2n_SO2

⟹ 3a + b = 2.0,5

Thay a = 0,3 vào

⟹ 3.0,3 + b = 2.0,5

⟹ b = 0,1 (mol)

Vậy hh X gồm: Fe: 0,3 (mol) và FeO: 0,1 (mol)

⟹ m = m_Fe + m_FeO = 0,3.56 + 0,1.72 = 24 (g)

BTNT “Fe”:

n_Fe2(SO4)3 = 1/2(n_Fe + n_FeO) = 1/2.(0,3 + 0,1) = 0,2 (mol)

n_H2SO4 pư = n_{SO42-(muối)} + n_SO2 = 3.0,2 + 0,5 = 1,1 (mol)

⟹ m_H2SO4 = 1,1.98 = 107,8 (g)

Đáp án cần chọn là: B