Nung hỗn hợp A gồm Fe và S rồi để nguội được hỗn hợp B. Hòa tan B bằng dung dịch HCl dư thu được dung dịch C, chất rắn D và V1 lít khí E có tỉ khối so với H2 bằng 13. Nếu đốt cháy hoàn toàn B thành Fe2O3 và SO2 thì cần V2 lít khí O2. Các thể tích được đo ở điều kiện tiêu chuẩn.
a) Viết các phương trình phản ứng xảy ra.
b) Tính phần trăm khối lượng các chất trong B theo V1 và V2.
c) Hãy cho biết hiệu suất thấp nhất của phản ứng nung Fe và S ở trên.
d) Nếu hiệu suất phản ứng nung Fe và S ở trên là 80% thì hãy tính phần trăm khối lượng các chất trong B.
E gồm H2S (a mol) và H2 (b mol)
—> a + b = V1/22,4 và mE = 34a + 2b = 13.2V1/22,4
—> a = 15V1/448; b = 5V1/448
B gồm FeS (15V1/448), Fe (5V1/448) và S (x)
nO2 = 1,75nFeS + 0,75nFe + nS
⇔ V2/22,4 = 1,75.15V1/448 + 0,75.5V1/448 + x
—> x = 5V2/112 – 15V1/224
mB = 88.15V1/448 + 56.5V1/448 + 32(5V2/112 – 15V1/224) = 113V1/56 + 10V2/7
%FeS = 88.15V1/448 / (113V1/56 + 10V2/7)
%Fe = 56.5V1/448 / (113V1/56 + 10V2/7)
%S = 325V2/112 – 15V1/224 / (113V1/56 + 10V2/7)
(Tự rút gọn biểu thức)
(c) nFe ban đầu = a + b = V1/22,4
nFe phản ứng = nFeS = 15V1/448
—> H theo Fe = (15V1/448) / (V1/22,4) = 75%
nS ban đầu = a + x = 5V2/112 – 15V1/448
nS phản ứng = a = 15V1/448