Đáp án:
a/ $Fe_3O_4$
b/ $C\%H_2SO_4\ dư=10,07\%$
$C\%_{Fe_2(SO_4)_3}=75,34\%$
Giải thích các bước giải:
a/ Khối lượng mỗi phần là: 40,4 g
Phần 1: PTHH
$Fe+H_2SO_4\to FeSO_4+H_2$
$2Fe_xO_y+2yH_2SO_4\to xFe_2(SO_4)_{\frac{2y}{x}}+2yH_2O$
$n_{Fe}=n_{H_2}=0,1\ mol\\⇒m_{Fe}=5,6g⇒m_{Fe_xO_y}=34,8g$
Phần 2: Giả sử sản phẩm khử là $SO_2$
Ta có:
$m_{tăng}=40.4-m_{SO_2}⇒m_{SO_2}=14,4g⇒n_{SO_2}=0,225\ mol$
Muối thu được chứa $Fe_2(SO_4)_3$
PTHH
$2Fe+6H_2SO_4\to Fe_2(SO_4)_3+3SO_2+6H_2O\\0,1\hspace{6cm}0,15$
$2Fe_xO_y+(6x-2y)H_2SO_4\to xFe_2(SO_4)_3+(3x-2y)SO_2+(6x-2y)H_2O$
Gọi $n_{Fe_xO_y}=a$
$⇒0,15+0,5a(3x-2y)=0,225 ⇒3ax-2ay=0,15$
$a. (56x+16y)=34,8 ⇒ 56ax+16ay=34,8$
Giải hệ trên ,ta tìm được
$ax=0,45;ay=0,6$
$⇒\dfrac{x}{y}=\dfrac{0,45}{0,6}=\dfrac{3}{4}$
Hay CT oxit sắt là $Fe_3O_4$
b/
$m_Y=120+26=146g$
Theo a, ta tìm được: a = 0,15 mol
Theo PTHH:
$n_{H_2SO_4\ pư}=3.n_{Fe}+5.n_{Fe_3O_4}=1,05\ mol$
$n_{H_2SO_4\ ban\ đầu}=\dfrac{120.98}{100.98}=1,2\ mol\\⇒n_{H_2SO_4\ dư}=0,15\ mol$
$C\%H_2SO_4\ dư=\dfrac{0,15.98.100\%}{146}=10,07\%$
$n_{Fe_2(SO_4)_3}=\dfrac{1}{2},(0,1+0,15.3)=0,275\ mol\\⇒m_{Fe_2(SO_4)_3}=0,275.400=110g\\⇒C\%_{Fe_2(SO_4)_3}=75,34\%$
