Nung 58 gam hỗn hợp A gồm A1 (FeCO3 + tạp chất trơ) và A2 (FeS2 + tạp chất trơ) với lượng không khí (20% VO2; 80% VN2) vừa đủ trong bình kín, dung tích 10 lít. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được hỗn hợp chất rắn A3 và hỗn hợp khí B. Trong A3 chỉ chứa một oxit sắt duy nhất và lượng tạp chất trơ ban đầu. Hỗn hợp B có tỉ khối so với hỗn hợp không khí ban đầu với thành phần cho trên là 1,181. Nung A3 trong ống sứ rồi cho luồng khí CO dư đi qua, đến khi phản ứng xong thu được 14 gam Fe chứa 4% tạp chất (hiệu suất phản ứng khử oxit sắt là 80%)
a) Tính khối lượng A1; A2 ban đầu, biết % tạp chất trong A1, A2 bằng nhau.
b) Tính áp suất của bình sau khi nung, nếu đưa về 136,5°C. Giả sử thể tích của bình không đổi.
c) Nếu cho B phản ứng với oxi dư có xúc tác V2O5, sau khi phản ứng hoàn toàn hòa tan khí vào 600 ml H2O (d = 1g/ml) được dung dịch axit có khối lượng riêng d = 1,02 g/ml. Tính CM của dung dich axit này.
Câu trả lời tốt nhất
A1 gồm FeCO3 (x mol) và tạp chất (u gam).
A2 gồm FeS2 (y mol) và tạp chất (v gam).
Tổng tạp chất là z gam
—> 116x + 120y + z = 58 (1)
4FeCO3 + O2 —> 2Fe2O3 + 4CO2
4FeS2 + 11O2 —> 2Fe2O3 + 8SO2
nO2 = 0,25x + 2,75y
—> nN2 = 4nO2 = x + 11y
M không khí = 20%.32 + 80%.28 = 28,8
—> MB = 28,8.1,181 = 34
B gồm CO2 (x), SO2 (2y) và N2 (x + 11y)
mB = 44x + 64.2y + 28(x + 11y) = 34(x + 2y + x + 11y) (2)
A3 gồm Fe2O3 (0,5x + 0,5y) và tạp chất (z gam)
—> nFe = 80%(x + y) = 14(100% – 4%)/56 (3)
(1)(2)(3) —> x = 0,18; y = 0,12; z = 22,72
m tạp chất = u + v = 22,72
—> u = 22,72 – v (4)
% tạp chất trong A1, A2 bằng nhau nên:
u/(116x + u) = v/(120y + v) (5)
Thế (4) vào (5), giải phương trình bậc 2.
Nghiệm v1 = 9,273 —> u = 13,447
mA1 = 116x + u = 34,327
mA2 = 120y + v = 23,673
Nghiệm v2 tự tính (loại nếu v2 âm)
b.
nB = x + 2y + x + 11y = pV/RT —> p = 6,4512 atm
c.
nH2SO4 = nSO3 = nSO2 = 2y = 0,24
mdd H2SO4 = 0,24.80 + 600.1 = 619,2 gam
—> Vdd = 619,2/1,02 = 607 ml = 0,607 lít
—> CM H2SO4 = 0,24/0,607 = 0,3954M