Hỗn hợp X gồm 2 oxit sắt. Dẫn từ từ khí H2 điqua m gam X đựng trong ống sứ đã nung đến nhiệt độ thích hợp, thu được 2,07 gam nước và 8,48 gam hỗn hợp Y gồm 2 chất rắn. Hòa tan Y trong 200ml dung dịch H2SO4 1M thu được dung dịch Z và 1,792 lít khí H2 (đktc). Cho Z tác dụng với dung dịch NaOH dư được kết tủa T; cho tiếp xúc với không khí để chuyển T hoàn toàn thành chất rắn G; khối lượng của T và G khác nhau 1,36 gam. Tỷ lệ mol các ion Fe2+ :Fe3+ trong dung dịch Z là :
Phương pháp : Hỗn hợp (Fe , oxit sắt) + axit cần chú ý kiểm tra xem axit có thiếu hay không, và Fe có phản ứng với Fe3+ hay không.
Giả sử trong Z có : a mol Fe2+ và b mol Fe3+
=> [a mol Fe(OH)2 ; b mol Fe(OH)3] => [ (0,5a + 0,5b) mol Fe2O3 ]
=> 1,36g = 10a + 27b(1)
Khi cho Y + H2SO4 (0,2 mol) có nH2 = 0,08 mol => có Fe (0,08 mol Fe phản ứng với axit)
+) TH1 : Fe dư so với axit và có phản ứng Fe + Fe3+-> Fe2+
=> nH2SO4 = nH2 + nH2O tạo ra = nH2 + nO(Oxit) => nO(Oxit) = 0,12 mol
Y gồm 2 chất rắn , 1 trong số đó chắc chắn là Fe => còn lại là 1 oxit của Fe (FexOy)
Có : mY = 8,48g => mnguyên tố Fe(Z) = 6,56g = 56(a + b)(2)
Từ (1),(2) => a = 0,106 ; b = 0,011
=> a : b = 631 : 66 (Loại)
+) TH2 : H2SO4 dư , Fe hết
=> nFe = nH2 = 0,08 mol => mFexOy = 4g
Vì trong Z có Fe3+ => FexOy chỉ có thể là Fe2O3 hoặc Fe3O4
- Nếu là Fe2O3 => n = 0,025 mol
=> nFe2+ : nFe3+ = 0,08 : 0,05 = 8 : 5 (Đáp án C)
- Nếu là Fe3O4 => n = 0,017 mol
=> nFe2+ : nFe3+ = 141 : 50 (Loại)