Đề bài
Cân 3,2005 gam quặng sắt chứa $\text{Fe}_{2}\text{O}_{3}$ và các tạp chất trơ khác đem hòa tan trong dung dịch $\text{H}_{2}\text{SO}_{4}$ (loãng, dư), sau đó khử hoàn toàn hết $\text{Fe}^{3 +}$ trong dung dịch bằng Zn thành $\text{Fe}^{2 +}$, thu được $100,0~\text{mL}$ dung dịch X (sử dụng bình định mức 100,00mL). Lấy chính xác 10,00mL X và dung dịch $\text{H}_{2}\text{SO}_{4}$ loãng, dư cho vào bình tam giác cho mỗi lần thí nghiệm và sau đó chuẩn độ dung dịch thu được bằng $\text{KMnO}_{4}$ $9,147 \cdot 10^{- 3}\text{M}$. Chuẩn độ dung dịch đến khi dung dịch trong bình tam giác xuất hiện màu hồng nhạt trong khoảng 20 giây thấy thề tích dung dịch $KMnO_{4}$ trên burette tiêu tốn cho ba lần thí nghiệm lần lượt là 8,24; 8,28 và $8,20~\text{mL}$.
Phương pháp giải
Viết PTHH phản ứng chuẩn độ và tính theo PTHH.
Lời giải chi tiết
Phân tích các phương án:
(1) Đúng, phản ứng hòa tan $\text{Fe}_{2}\text{O}_{3}$ trong quặng: $\left. \text{Fe}_{2}\text{O}_{3} + 3\text{H}_{2}\text{SO}_{4}\rightarrow\text{Fe}_{2}\left( \text{SO}_{4} \right)_{3} + 3\text{H}_{2}\text{O} \right.$.
(2) Đúng, phương trình ion rút gọn của phản ứng chuẩn độ là: $\left. \text{MnO}_{4}^{-} + 5\text{Fe}^{2 +} + 8\text{H}^{+}\rightarrow\text{Mn}^{2 +} + 5\text{Fe}^{3 +} + 4\text{H}_{2}\text{O} \right.$.
(3) Đúng, khi màu hồng nhạt trong bình tam giác bền trong khoảng 20 giây thì có thể coi như phản ứng vừa đủ.
(4) Sai,
Thể tích trung bình của $KMn{{O}_{4}}$ là: $V_{KMnO_4} = \frac{8,24 + 8,28 + 8,2}{3} = 8,24 mL$
Số mol $KMn{{O}_{4}}$ đã dùng là: ${{n}_{KMn{{O}_{4}}}}={{8,24.10}^{-3}}{{.9,147.10}^{-3}}={{75,37128.10}^{-6}}\text{mol}$
PTHH: $MnO_4^- + 5Fe^{2+} + 8H^+ \rightarrow Mn^{2+} + 5Fe^{3+} + 4H_2O.$
Do đó, số mol $F{{\text{e}}^{2+}}$ đã dùng là: ${{n}_{F{{e}^{2+}}}}={{75,37128.10}^{-6}}.5={{376,8564.10}^{-6}}\text{mol}$
$\to {{n}_{F{{e}^{2+}}}}\text{trong X l }\!\!\grave{\mathrm{a}}\!\!\text{ }={{376,8564.10}^{-5}},\text{mol}$
Vậy $\%\text{F}{{\text{e}}_{\text{2}}}{{\text{O}}_{\text{3}}}\text{=}\frac{\text{376},\text{8564}.\text{1}{{\text{0}}^{\text{-5}}}.\text{2}.\text{160}}{\text{3},\text{2005}}.\text{100=37}.\text{68}%$