Một loại quặng chứa các sulfide và oxide của iron và copper với hàm lượng: iron 28,0%, copper 32,0%, sulfur 16,0%, oxygen 20,0% phần còn lại là tạp chất trơ. Để chuyển hoá hết các kim loại trong quặng thành Fe3+, Cu2+ trong dung dịch, người ta hoà tan quặng đó trong nitric acid đặc 63% (lấy dư 20% so với lượng phản ứng). Số kilogam dung dịch nitric acid cần dùng để chuyển hoá 100 kg quặng trên là bao nhiêu? Biết sulfur bị oxi hoá thành S+6 và nitrogen dioxide là sản phẩm khử duy nhất của nitric acid.
Câu trả lời tốt nhất
nFe = 100.28%/56 = 0,5 kmol
nCu = 100.32%/64 = 0,5 kmol
nS = 100.16%/32 = 0,5 kmol
nO = 100.20%/16 = 1,25 kmol
Coi như tạp chất trơ không chứa O. Bảo toàn electron:
nNO2 + 2nO = 3nFe + 2nCu + 6nS —> nNO2 = 3 kmol
Phần muối sản phẩm chứa Fe3+ (0,5), Cu2+ (0,5), SO42- (0,5), bảo toàn điện tích —> nNO3- = 1,5 kmol
Bảo toàn N —> nHNO3 phản ứng = nNO2 + nNO3-(muối) = 4,5 kmol
—> nHNO3 đã dùng = 4,5 + 4,5.20% = 5,4 kmol
—> mddHNO3 = 5,4.63/63% = 540 kg