Nung 9,28 gam hỗn hợp A gồm FeCO3 và một oxit sắt trong không khí đến khối lượng không đổi. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 8 gam một oxit sắt duy nhất và khí CO2. Hấp thụ hết lượng khí CO2 vào 300ml dung dịch Ba(OH)2 0,1 M, kết thúc phản ứng thu được 3,94 gam kết tủa.
Trả lời câu hỏi dưới đây:
Tìm công thức hóa học của oxit sắt.
Gọi công thức tổng quát của oxit sắt là FexOy (x,y ∈N*)
PTHH:
4FeCO3 + O2 2Fe2O3 + 4CO2 (1)
2FexOy + O2 xFe2O3 (2)
Số mol Fe2O3 = 8:160 = 0,05 mol
Số mol Ba(OH)2= 0,3. 0,1 = 0,03 mol
Số mol BaCO3 = 3,94: 197 = 0,02 mol
Cho CO2 vào dung dịch Ba(OH)2:
PTHH: CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3 (3)
2CO2 + Ba(OH)2 → Ba(HCO3)2 (4)
TH1: Ba(OH)2 dư:
Theo PT (1) và (3) ta có: Số mol FeCO3 = số mol CO2 = số mol BaCO3 = 0,02 mol
Theo (1): Số mol Fe2O3 = ½ số mol FeCO3 = 0,01 mol
=>số mol Fe2O3 (pư 2) = 0,05 – 0,01 = 0,04 mol
Theo PT (2): Số mol FexOy = . = . 0,04 = mol
Theo bài ra: mhỗn hợp = + = 9,28 gam
<=> 0,02.116 + (56x + 16y) = 9,28 => (loại)
Th2: CO2 hòa tan một phần BaCO3 theo PƯ (4)
Theo các PTHH (3,4):
Số mol BaCO3 = 2.số mol Ba(OH)2 – số mol CO2 = 2.0,3.0,1 – 0,02 = 0,04 mol
Theo PT (1,3): số mol FeCO3 = số mol CO2 = 0,04 mol
Theo (1), số mol Fe2O3 = ½ số mol FeCO3 = 0,02 mol
=>SỐ mol Fe2O3 phản ứng (2) = 0,05 – 0,02 = 0,03 mol
Theo (2): số mol FexOy = . = . 0,03 =
Theo bài ra: mhỗn hợp = + = 9,28 gam
<=> 0,04. 116 + (56x + 16y) = 9,28 => => x= 3; y=4
Vậy công thức oxit sắt là Fe3O4 (sắt từ oxit)