Một loại quặng bauxite trong tự nhiên có thành phần gồm Al2O3, Fe2O3, SiO2 và H2O. Trước khi sử dụng loại quặng này để sản xuất nhôm, người ta phải tiến hành phân tích thành phần của quặng để đưa ra phương pháp xử lí thích hợp. Quy trình phân tích mẫu quặng trên như sau:
– Cân 20 gam quặng, nghiền nhỏ cho vào chén platinum nặng 50 gam rồi nung trong lò điện đến khan, cân lại thấy khối lượng chén nặng 67,3 gam.
– Mặt khác, cân 20 gam quặng rồi hòa tan trong dung dịch H2SO4 loãng dư. Lọc chất rắn không tan, rửa sạch, sấy khô rồi cân lại được 0,76 gam. Phần nước lọc đem pha loãng bằng nước cất để được 500 mL dung dịch X. Lấy 100 mL dung dịch X cho vào bình tam giác, dùng hóa chất vừa đủ để khử hoàn toàn Fe3+ về Fe2+. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, nhỏ từ từ dung dịch KMnO4 0,05 M vào bình, đến khi trong bình bắt đầu xuất hiện màu tím thì dừng lại, lúc này thể tích dung dịch KMnO4 đã dùng là 16 mL. Biết rằng, trong môi trường acid, toàn bộ KMnO4 bị khử thành Mn2+. Thành phần % khối lượng của Al2O3 trong mẫu quặng trên là bao nhiêu? (Kết quả các phép tính trung gian không được làm tròn, chỉ kết quả cuối cùng được làm tròn đến hàng phần mười).
Câu trả lời tốt nhất
mH2O = 20 + 50 – 67,3 = 2,7 gam
Chất rắn không tan trong H2SO4 loãng dư là SiO2 (0,76 gam)
Phản ứng chuẩn độ:
5Fe2+ + MnO4- + 8H+ —> 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O
nFe2+ (100 mL X) = 5nMnO4- = 5.0,05.16 = 4 mmol
—> nFe2+ (500 mL X) = 20 mmol = 0,02 mol
—> nFe2O3 = 0,01 mol
mAl2O3 = m quặng – mH2O – mSiO2 – mFe2O3 = 14,94
—> %Al2O3 = 74,7%