Trong phòng thí nghiệm, một nhóm học sinh xác định thành phần của chiếc đinh sắt đã bị oxi hóa một phần tạo thành gỉ sắt (Fe3O4.nH2O) theo các bước sau đây
Bước 1: Hòa tan hoàn toàn đinh sắt vào dung dịch H2SO4 loãng, nóng (dùng gấp đôi lượng phản ứng) thu được 300 ml dung dịch X và 0,067 mol H2
Bước 2: Cho dung dịch Ba(OH)2 dư vào 50 ml dung dịch X, thu được 6,81 gam kết tủa
Bước 3: Thêm dung dịch H2SO4 (loãng, dư) vào 50 ml dung dịch X thu được dung dịch Z. Nhỏ từ từ dung dịch KMnO4 0,1M vào dung dịch Z đến khi phản ứng vừa đủ thì hết 10 ml. Giả thiết toàn bộ rỉ sét tạo ra bám trên đỉnh sắt. Phần trăm khối lượng đinh sắt bị oxi hóa thành gỉ sắt là
A.10%
B.15%
C.20%
D.25%
Câu trả lời tốt nhất
(Chú ý: Gấp 6 lần số liệu các bước 2, 3 để tính cho toàn bộ 300 mL X)
Đinh sắt chứa Fe (a) và Fe3O4 (b)
nH2SO4 phản ứng = nH2O + nH2 = 4b + 0,067
—> nH2SO4 dư = 4b + 0,067
nBa(OH)2 phản ứng = 8b + 0,134
nOH- trong ↓ = nOH- tổng – nOH- trung hòa H+ = 2(8b + 0,134) – 2(4b + 0,067) = 8b + 0,134
m↓ = 56(a + 3b) + 233(8b + 0,134) + 17(8b + 0,134) = 6,81.6
Bảo toàn electron: 3a + b = 0,067.2 + 6.5.0,01.0,1
—> a = 0,054; b = 0,002
%Fe bị oxi hóa = 3b/(a + 3b) = 10%
(Chú ý: a < 0,067 nên đề chế số liệu không chính xác)