Chia hỗn hợp X gồm Fe và FeO thành hai phần bằng nhau. Phần 1 phản ứng vừa đủ với 0,1 mol HCl. Phần 2 đem hòa tan hết trong 15 gam dung dịch H2SO4 98% đun nóng thu được dung dịch Y...

* Hướng dẫn giải

Đáp án B

Quan sát nhanh:  \(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}} {{\text{Fe}}} \\ {{\text{FeO}}} \end{array}} \right\}{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\text{ + }}{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \underbrace {{\text{HCl}}}_{0,1{\text{mol}}} \to {\text{FeC}}{{\text{l}}_{\text{2}}}{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\text{ + }}{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} \left\{ {\begin{array}{*{20}{l}} {{{\text{H}}_{\text{2}}}} \\ {{{\text{H}}_{\text{2}}}{\text{O}}} \end{array}} \right\}.\)

⇒ n_FeCl2 = 0,05 mol. Quy đổi X gồm 0,05 mol Fe và ? mol O.

☆ Phần 2: \(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}} {{\text{Fe}}} \\ {\text{O}} \end{array}} \right\}{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\text{ + }}{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {{\text{H}}_{\text{2}}}{\text{S}}{{\text{O}}_{\text{4}}} \to \underbrace {{\text{F}}{{\text{e}}_2}{{({\text{S}}{{\text{O}}_4})}_3}}_{0,025{\text{mol}}}{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\text{ + }}{\mkern 1mu} \underbrace {{\mkern 1mu} {\text{S}}{{\text{O}}_2}}_{0,055{\text{mol}}}{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {\text{ + }}{\mkern 1mu} {\mkern 1mu} {{\text{H}}_2}{\text{O}}.\)

Bảo toàn nguyên tố Fe ⇒ có 0,025 mol Fe₂(SO₄)₃

|→ tiếp tục bảo toàn nguyên tố S ta có n_H2SO4 phản ứng = 0,13 mol.

⇒ lượng axit H2SO4 còn dư trong dung dịch Y là 0,02 mol.

☆ Yêu cầu tính C% H₂SO₄ dư trong Y nên cần tính khối lượng dung dịch Y.

Theo bảo toàn electron ta có: 3n_Fe = 2n_O trong oxit + 2n_SO2 ⇒ n_O trong X = 0,02 mol.

⇒ m_X = 3,12 gam ⇒ m_{dung dịch Y} = 15 + 3,12 – 0,055 × 64 = 14,6 gam.

Vậy, C%_H2SO4 trong Y = 0,02 × 98 ÷ 14,6 × 100% ≈ 13,42%.