Đề bài
Trong quá trình bảo quản, một mẫu muối $FeSO_{4}.7H_{2}O$ bị oxy hóa bởi oxy không khí tạo thành hỗn hợp X chứa các hợp chất của Fe(II) và Fe(III). Hòa tan toàn bộ X trong dung dịch loãng chứa 0,05 mol $H_{2}SO_{4}$, thu được 100 mL dung dịch Y. Tiến hành hai thí nghiệm với Y
Thí nghiệm 1: Cho $BaCl_{2}$ vào 25 mL dung dịch Y, thu được 0,0425 mol kết tủa.
Thí nghiệm 2: Thêm dung dịch $H_{2}SO_{4}$ loãng vào 25 mL dung dịch Y, thu được dung dịch Z. Nhỏ từ từ dung dịch $KMnO_{4}$ 0,04M vào Z đến khi phản ứng vừa đủ thì hết 120 mL.
Từ kết quả các thí nghiệm, tính toán thấy có a phần trăm số mol Fe(II) đã bị oxy hóa trong không khi. Giá trị của a là bao nhiêu? (Làm tròn kết quả đến hàng đơn vị)
Phương pháp giải
Tính số mol của $H_{2}SO_{4}$ trong 25ml dung dịch Y.
Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố S để tính số mol của $FeSO_{4}.7H_{2}O$.
Tính số mol của dung dịch $KMnO_{4}$.
Áp dụng định luật bảo toàn electron để tính số mol của $F\text{e}^{2 +}$.
Từ đó tính được số mol $F\text{e}^{2 +}$ bị oxi hoá và tính được % khối lượng $F\text{e}^{2 +}$ bị oxi hoá tương ứng.
Lời giải chi tiết
Trong 25 mL Y số mol của $H_{2}SO_{4}$ là: $\text{n}_{\text{H}_{2}\text{SO}_{4}} = \dfrac{0,05}{4} = 0,0125$ (mol)
Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố S: $\text{n}_{\text{FeSO}_{4}.7\text{H}_{2}\text{O}} + \text{n}_{\text{H}_{2}\text{SO}_{4}} = \text{n}_{\text{BaSO}_{4}} = 0,0425mol$
$\left. \Rightarrow n_{FeSO_{4}.7H_{2}O} = 0,03(mol) \right.$
Số mol của dung dịch $KMnO_{4}$ là: $\text{n}_{\text{KMnO}_{4}} = 0,04.0,12 = 0,0048$ (mol)
Bảo toàn electron: $\text{n}_{\text{Fe}^{2 +}} = 5\text{n}_{\text{KMnO}_{4}} = 0,0048.5 = 0,024$ (mol)
Do đó, số mol $F\text{e}^{2 +}$ bị oxi hoá là: $\text{n}_{\text{Fe}^{2 +}\text{bioxihoa}} = 0,03–0,024 = 0,006\left( {mol} \right)$
Phần trăm khối lượng $F\text{e}^{2 +}$ bị oxi hoá là: $\%\text{m}_{\text{Fe}^{2 +}\text{bioxihoa}} = \dfrac{0,006}{0,03}.100 = 20\%$