Question

Đã trả lời bởi chuyên gia

Answer 1

Các phương trình phản ứng xảy ra trong quá trình nung là:

Phản ứng của $\text{FeCO}_3$ với $\text{O}_2$:

$4\text{FeCO}_3 + \text{O}_2 \xrightarrow{t^\circ} 2\text{Fe}_2\text{O}_3 + 4\text{CO}_2$
Phản ứng của $\text{Fe}_x\text{O}_y$ với $\text{O}_2$:

$4\text{Fe}_x\text{O}_y + (3x - 2y)\text{O}_2 \xrightarrow{t^\circ} 2x\text{Fe}_2\text{O}_3$
Oxit sắt cần xác định là $\text{Fe}_3\text{O}_4$.

🔬 Tính toán và Xác định Công thức $\text{Fe}_x\text{O}_y$
1. Tính toán lượng $\text{FeCO}_3$
Theo phương trình (1), ta có tỉ lệ mol: $\text{n}_{\text{FeCO}_3} = \text{n}_{\text{CO}_2}$.
Theo đề bài: $\text{n}_{\text{CO}_2} = 0,04 \text{ mol}$.
Vậy: $\text{n}_{\text{FeCO}_3} = 0,04 \text{ mol}$.
Khối lượng $\text{FeCO}_3$ ($\text{M} = 116 \text{ g/mol}$):

$m_{\text{FeCO}_3} = 0,04 \times 116 = 4,64 \text{ gam}$
2. Tính toán lượng $\text{Fe}_x\text{O}_y$
Khối lượng hỗn hợp ban đầu: $9,28 \text{ gam}$.
Khối lượng $\text{Fe}_x\text{O}_y$:

$m_{\text{Fe}_x\text{O}_y} = m_{\text{hỗn hợp}} - m_{\text{FeCO}_3} = 9,28 - 4,64 = 4,64 \text{ gam}$
3. Tính toán $\text{Fe}$ và $\text{O}$ trong $\text{Fe}_x\text{O}_y$
A. Bảo toàn nguyên tố $\text{Fe}$
Tổng số mol $\text{Fe}$ cuối cùng nằm trong $0,05 \text{ mol } \text{Fe}_2\text{O}_3$:

$\text{n}_{\text{Fe} (\text{tổng})} = 2 \times \text{n}_{\text{Fe}_2\text{O}_3} = 2 \times 0,05 = 0,10 \text{ mol}$
Số mol $\text{Fe}$ trong $\text{FeCO}_3$:

$\text{n}_{\text{Fe} \text{ trong } \text{FeCO}_3} = \text{n}_{\text{FeCO}_3} = 0,04 \text{ mol}$
Số mol $\text{Fe}$ trong $\text{Fe}_x\text{O}_y$:

$\text{n}_{\text{Fe} \text{ trong } \text{Fe}_x\text{O}_y} = \text{n}_{\text{Fe} (\text{tổng})} - \text{n}_{\text{Fe} \text{ trong } \text{FeCO}_3} = 0,10 - 0,04 = 0,06 \text{ mol}$
B. Bảo toàn nguyên tố $\text{O}$ (trong $\text{Fe}_x\text{O}_y$)
Khối lượng $\text{Fe}$ trong $\text{Fe}_x\text{O}_y$:

$m_{\text{Fe} \text{ trong } \text{Fe}_x\text{O}_y} = 0,06 \times 56 = 3,36 \text{ gam}$
Khối lượng $\text{O}$ trong $\text{Fe}_x\text{O}_y$:

$m_{\text{O} \text{ trong } \text{Fe}_x\text{O}_y} = m_{\text{Fe}_x\text{O}_y} - m_{\text{Fe}} = 4,64 - 3,36 = 1,28 \text{ gam}$
Số mol $\text{O}$ trong $\text{Fe}_x\text{O}_y$ ($\text{M}_{\text{O}} = 16 \text{ g/mol}$):

$\text{n}_{\text{O} \text{ trong } \text{Fe}_x\text{O}_y} = \frac{1,28}{16} = 0,08 \text{ mol}$
4. Xác định tỉ lệ $x:y$
Tỉ lệ $x:y$ chính là tỉ lệ số mol $\text{Fe}$ và $\text{O}$ trong oxit:

$4\text{Fe}_x\text{O}_y + (3x - 2y)\text{O}_2 \xrightarrow{t^\circ} 2x\text{Fe}_2\text{O}_3$ 0
Vậy công thức oxit sắt là $\text{Fe}_3\text{O}_4$.

...Xem thêm

Answer 2