Đáp án: m = 67,02 gam và a = 0,08 mol

 

Giải thích các bước giải:

mH2SO4 = mdd H2SO4×C%:100% = 400 × 17,15% :100% = 68,6 (g)

=> mH2O trong dd H2SO4 = 400 – 69,6 = 331,4 (g)

=> nH2SO4 = mH2SO4 : M H2SO4 = 68,6 : 98 = 0,7 (mol)

mH2O sinh ra do pư = 345,44 – m H2O trong dd H2SO4 = 345,44 – 331,4 = 14,04 (g)

=> nH2O sinh ra = 14,04 : 18 = 0,78 (mol)

m (g) hhX + 400 gam H2SO4 → (m+ 42,68) gam muối sunfat + CO2 + 345,44 gam H2O

Bảo toàn khối lượng ta có:

m + 400 = m + 42,68 + m_CO2 + 345,44

=> m_CO2 = 400 – 42,68 – 345,44 = 11,88 (g)

=> nCO2 = 11,88 : 44 = 0,27 (mol)

BTNT “H” có: nH(trong KHCO3) + nH (trong H2SO4) = nH(trong H2O)

→ 2a + 2×0,7 = 2×0,78

→ 2a = 0,16

→ a = 0,08 (mol)

→ n_Fe3O4 = 0,08 (mol) và n_KHCO3 = 0,16 (mol)

Bảo toàn nguyên tố “C” có: nCO2 = nNa2CO3 + nKHCO3

→ 0,27 = n_Na2CO3 + 0,16

→ n_Na2CO3 = 0,27 – 0,16 = 0,11 (mol)

Na₂CO₃ + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + CO₂ + H₂O (1)

MgO + H₂SO₄ → MgSO₄ + H₂O  (2)

Fe₃O₄ + 4H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + FeSO₄ + 4H₂O   (3)

KHCO₃ + H₂SO₄ → K₂SO₄ + CO₂ + H₂O (4)

Theo các PTHH trên ta có:

Ta có: n_H2SO4 = n_Na2CO3 + n_MgO + 1/4 n_Fe3O4 + n_KHCO3

→ 0,7 = 0,11 + n_MgO + 1/4 ×0,08 + 0,16

→ n_MgO = 0,52 (mol)

Vậy hhX gồm: Na₂CO₃: 0,11 (mol); MgO: 0,52 (mol); Fe₃O₄: 0,08 (mol) và KHCO₃: 0,16 (mol)

→ m_X = 0,11×106 + 0,52×40 + 0,08×232 + 0,16×100 = 67,02