Giải chi tiết Câu hỏi Bài tập 3 trang 114 SGK Hóa 12 Chân trời sáng tạo – Bài 19. Đại cương về kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất. Hướng dẫn: Sử dụng phương trình hóa học sau.
Câu hỏi/Đề bài:
Để xác định hàm lượng của FeCO3 trong quặng siderite, người ta có thể làm như sau: Cân 0,300 g mẫu quặng, xử lí theo một quỵ trình thích hợp, thu được dung dịch FeSO4 trong môi trường H2SO4 loãng. Coi như dung dịch không chứa tạp chất tác dụng với KMnO4. Chuẩn độ dung dịch thu được bằng dung dịch KMnO4 0,02 M thì dùng hết 12,5 mL. Tính thành phần % theo khối lượng của FeCO3 trong quặng.
Hướng dẫn:
Sử dụng phương trình hóa học sau
\(10{\rm{FeS}}{{\rm{O}}_{\rm{4}}}{\rm{ }} + {\rm{ }}2{\rm{KMn}}{{\rm{O}}_{\rm{4}}}{\rm{ }} + {\rm{ }}8{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{S}}{{\rm{O}}_{\rm{4}}}{\rm{ }} \to {\rm{ }}5{\rm{F}}{{\rm{e}}_{\rm{2}}}{\left( {{\rm{S}}{{\rm{O}}_{\rm{4}}}} \right)_{\rm{3}}}{\rm{ }} + {\rm{ }}{{\rm{K}}_{\rm{2}}}{\rm{S}}{{\rm{O}}_{\rm{4}}}{\rm{ }} + {\rm{ }}2{\rm{MnS}}{{\rm{O}}_{\rm{4}}} + {\rm{ }}8{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{O}}\)
Lời giải:
Ta có: \({{\rm{n}}_{{\rm{KMn}}{{\rm{O}}_{\rm{4}}}}} = 0,02 \times {\rm{0,0125 = 0,00025 (mol)}}\)
Phương trình hóa học: \(10{\rm{FeS}}{{\rm{O}}_{\rm{4}}}{\rm{ }} + {\rm{ }}2{\rm{KMn}}{{\rm{O}}_{\rm{4}}}{\rm{ }} + {\rm{ }}8{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{S}}{{\rm{O}}_{\rm{4}}}{\rm{ }} \to {\rm{ }}5{\rm{F}}{{\rm{e}}_{\rm{2}}}{\left( {{\rm{S}}{{\rm{O}}_{\rm{4}}}} \right)_{\rm{3}}}{\rm{ }} + {\rm{ }}{{\rm{K}}_{\rm{2}}}{\rm{S}}{{\rm{O}}_{\rm{4}}}{\rm{ }} + {\rm{ }}2{\rm{MnS}}{{\rm{O}}_{\rm{4}}} + {\rm{ }}8{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{O}}\)
Theo phương trình hóa học: \({{\rm{n}}_{{\rm{FeS}}{{\rm{O}}_4}}}{\rm{ = 5}}{{\rm{n}}_{{\rm{KMn}}{{\rm{O}}_{\rm{4}}}}} = 5 \times 0,00025 = 0,00125{\rm{ (mol)}}\)
Bảo toàn nguyên tố Fe: \({{\rm{n}}_{{\rm{FeC}}{{\rm{O}}_{\rm{3}}}}}{\rm{ = }}{{\rm{n}}_{{\rm{FeS}}{{\rm{O}}_4}}} = 0,00125{\rm{ (mol)}}\)
\( \Rightarrow {{\rm{m}}_{{\rm{FeC}}{{\rm{O}}_{\rm{3}}}}}{\rm{ = }}0,00125 \times 116 = 0,145{\rm{ (g)}}\)
\( \Rightarrow \% {{\rm{m}}_{{\rm{FeC}}{{\rm{O}}_{\rm{3}}}}}{\rm{ = }}\frac{{0,145}}{{0,3}} \approx 48,3\% \)