Đáp án:
+/ $m_{FeCO_3}= 11,6g$
+/ $m_{Fe_3O_4}=23,2g$
+ $C\%_{H_2SO_4}=96\%$
Giải thích các bước giải:
$2FeCO_3+4H_2SO_4\xrightarrow{t^o} Fe_2(SO_4)_3+2CO_2+SO_2+4H_2O(1)$
$2Fe_3O_4+10H_2SO_4\xrightarrow{t^o}3Fe_2(SO_4)_3+SO_2+10H_2O(2)$
Có thể có axit dư
Cho dung dịch thu được tác dụng với NaOH, ta có:
$2NaOH+H_2SO_4\to Na_2SO_4+2H_2O(3)$
$6NaOH+Fe_2(SO_4)_3 \to 2Fe(OH)_3+3Na_2SO_4(4) $
$2Fe(OH)_3\xrightarrow{t^o}Fe_2O_3+3H_2O$
$m_{Fe_2O_3}=\dfrac{32}{160}=0,2\ mol$
$⇒n_{Fe(OH)_3}=2.n_{Fe_2O_3}=0,4\ mol$
Theo PTHH (4) ⇒ $n_{NaOH(4)}=3.n_{Fe(OH)_3}=1,2\ mol$
$⇒n_{NaOH(3)}=0,31-4-1,2=0,04\ mol$
Vậy axit dư: 0,02\ mol
Gọi: $n_{FeCO_3}=a;, n_{Fe_3O_4}=b$
Theo PTHH (1) đến (4) , ta có:
$n_{Fe(OH)_3}=n_{FeCO_3}+3.n_{Fe_3O_4}=a+3b = 0,4 (*)$
Theo (1), (2)
$n_{CO_2}=n_{FeCO_3}=a\ mol$
$n_{SO_2}= \dfrac{1}{2}.(n_{FeCO_3}+n_{Fe_3O_4}) = 0,5.(a+b)$
Theo đề bài, thể tích khí sinh ra là 4,48 lít nên:
$n_{CO_2}+n_{SO_2}=4,48:22,4=0,2 ⇒a+ 0,5a+0,5b = 0,2 ⇒1,5a+0,5b = 0,2(**)$
Giải hệ (*), (**) ⇒ a = b = 0,1 mol
+/ $m_{FeCO_3}=0,1.116 = 11,6g$
+/ $m_{Fe_3O_4}=0,1.232=23,2g$
+ $n_{H_2SO_4 (1)+(2)+(3)}=2a+5b+ 0,02 =0,72\ mol ⇒m_{H_2SO_4}=70,56g\\⇒C\%_{H_2SO_4}=\dfrac{70,56}{73,5}.100\%=96\%$
