Cho khí H2 tác dụng với Fe2O3 nung nóng thu được 11,2g Fe. Tính thể tích khí H2 (đktc) đã tham gia phản ứng

Cơ bản - Tự luận

Đáp án:

n_Fe = 0,2 mol

3H₂ + Fe₂O₃ --t0--> 2Fe + 3H₂O

0,3 ← 0,2 (mol)

Thể tích khí H₂ đã tham gia phản ứng là:

V_H2 = 22,4.n_H2 = 22,4.0,3 = 6,72 lít

Dung dịch A là FeSO4 có lẫn tạp chất Fe2(SO4)3. Để xác định nồng độ mol của mỗi chất trong dung dịch A, người ta tiến hành những thí nghiệm sau: Thí nghiệm 1: Thêm dần dần dung dịch NaOH vào 20ml dung dịch A cho đến dư, đun nóng. Lọc lấy kết tủa, nung ở nhiệt độ cao đến khi khối lượng không đổi, được chất rắn duy nhất có khối lượng 1,2 gam. Thí nghiệm 2: Thêm vài giọt dung dịch H2SO4 vào 20 ml dung dịch A, rồi nhỏ dần dần từng giọt dung dịch KMnO4 vào dung dịch trên lắc nhẹ. Khi đun dung dịch có màu hồng thì ngừng thí nghiệm, người ta đã dùng hết 10 ml dung dịch KMnO4 0,2 M. a. Giải thích quá trình thí nghiệm và viết các phương trình hóa học. b. Tính nồng độ mol của mỗi chất có trong dung dịch A ban đầu. c. Bằng phương pháp hóa học nào có thể loại bỏ được tạp chất trong dung dịch A ban đầu. Viết phương trình hóa học của phản ứng đã dùng.

Cơ bản - Tự luận

Đáp án:

a. Thí nghiệm 1:

FeSO₄ + 2NaOH → Fe(OH)₂ + Na₂SO₄ (1)

Fe₂(SO₄)₃ + 6NaOH → 2Fe(OH)₃ + 3NaCl (2)

4Fe(OH)2  + O2   ---t0--> 2Fe2O3 + 4H2O (3)

Fe(OH)3  ---t0---> Fe2O3     + 3H2O (4)

Thí nghiệm 2:

10FeSO₄ + 2KMnO₄ + 8H₂SO₄ → 5Fe₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 8H₂O (5)

n_FeSO4 = 5n_KMnO4 = 5.0,01.0,2 = 0,01 mol

Theo các phương trình hóa học (1,3) ⇒ n_Fe2O3 (3) = 1/2 . n_FeSO4 = 0,005

⇒ n_{Fe2(SO4)3 ban đầu} = n_Fe2O3 – n_Fe2O3 (3) = 1,2/160 - 0,005 = 0,0025 mol

b. Xác định nồng độ mol

C_{M FeSO4} = 0,01/0,02 = 0,5 M

C_{M Fe2(SO4)3} = 0,0025/0,02 = 0,125 M

c. Ngâm một đinh sắt vào A sẽ loại được Fe₂(SO₄)₃

Fe + Fe₂(SO₄)₃ → 3FeSO₄

Nêu các phương pháp luyện thép và cho biết ưu điểm, nhược điểm của mỗi phương pháp.

Cơ bản - Tự luận

Đáp án:

Các phương pháp luyện thép:

- Phương pháp Bet-xơ-me:

    + Phương pháp Bet-xơ-me luyện thép trong lò thổi có hình quả lê, vỏ ngoài bằng thép, bên trong là lát gạch chịu lửa đi -nat. Luồng không khí mạnh thổi vào gang lỏng, đốt cháy các tạp chất trong gang tạo thành thép trong thời gian ngắn.

    + Nhược điểm của phương pháp Bet-xơ-me là không luyện được thép từ gang chứa nhiều photpho và không luyện được thép có thành phần theo ý muốn.

- Phương pháp Mac-tanh:

    + Quá trình luyện thép kéo dài 6 - 8 giờ nên người ta có thể phân tích được sản phẩm và cho thêm những chất cần thiết để chế được các loại thép có thành phần mong muốn.

- Phương pháp lò điện:

    + Nhiệt lượng sinh ra trong lò hồ quang điện giữa các điện cực bằng than chì và của gang lỏng tạo ra nhiệt độ cao hơn và dễ điều chỉnh hơn so với các loại lò trên.

    + Phương pháp lò điện có ưu điểm là luyện được những loại thép đặc biệt mà thành phần có những kim loại khó nóng chảy như vonfam, molipđen, crom, ... và không chứa những tạp chất có hại như lưu huỳnh, photpho.

    + Nhược điểm của lò điện là dung tích nhỏ.

Hòa tan hết m gam P2O5 vào 400 gam dung dịch KOH 10% dư, sau phản ứng hoàn toàn cô cạn dung dịch thu được 3,5m gam chất rắn. Giá trị nào sau đây gần nhất với giá trị của m?

Nâng cao - Tự luận

Đáp án:

n_KOH = (400.10%)/56 = 5/7 (mol)

Gọi số mol P₂O₅ là x = m/142 (mol) (1)

Bảo toàn nguyên tố P => n_H3PO4 = 2n_P2O5 = 2x

3KOH + H₃PO₄ → K₃PO₄ + 3H₂O

3x → 2x → 2x

Dung dịch sau phản ứng gồm KOH dư (5/7 – 6x) mol và K₃PO₄ 2x mol.

=> 3,5m = 56.(5/7-6x) + 2x.212 (2)

Từ (1) và (2) => m = 13, 89

Khử hoàn toàn 16 gam Fe2O3 bằng khí CO ở nhiệt độ cao. Khí đi ra sau phản ứng được dẫn vào dung dịch Ca(OH)2 dư. Tìm khối lượng kết tủa thu được?

Cơ bản - Tự luận

Đáp án:

Số mol Fe₂O₃ là n_Fe2O3 = 16/160 = 0,1 (mol)

Fe₂O₃ + 3CO → 2Fe + 3CO₂

0,1 (mol)                          0,3 (mol)

CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃ + H₂O

0,3 (mol)                    0,3 (mol)

Khối lượng kết tủa là m = 0,3. 100 = 30(g)