Bài 9.21 trang 34, 35, 36, 37 SBT Hóa 11 - Kết nối tri thức: Hoà tan 3,92 g một muối X ngậm nước vào cốc nước, thu được 100 mL dung dịch X gồm các ion: \({\rm{F}}{{\rm{e}}^{2 + }}...

Hoà tan 3,92 g một muối X ngậm nước vào cốc nước, thu được 100 mL dung dịch X gồm các ion: \({\rm{F}}{{\rm{e}}^{2 + }},{\rm{ NH}}_4^ + \)và \({\rm{SO}}_4^{2 - }\). Cho dung dịch NaOH dư vào 20 mL dung dịch X, đun nóng, thu được 49,58 mL khí (đkc). Cho dung dịch BaCl₂ dư vào 20 mL dung dịch X, thu được 0,466 g kết tủa. Xác định công thức của X.

Phương pháp giải :

Áp dụng định luật bảo toàn điện tích để tìm nồng độ mol mỗi loại ion trong dung dịch X. Rồi suy ra công thức của X dựa vào tỉ lệ mol của các ion

Lời giải chi tiết:

Khi cho dung dịch NaOH dư vào 20 mL dung dịch X, khí thoát ra là NH₃.

\({\rm{NH}}_4^ + + {\rm{O}}{{\rm{H}}^ - } \to {\rm{N}}{{\rm{H}}_{\rm{3}}} + {{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{O}}\)

\({{\rm{n}}_{{\rm{N}}{{\rm{H}}_{\rm{3}}}}} = \frac{{0,04958}}{{24,79}} = 0,002{\rm{ (mol)}} \Rightarrow {{\rm{n}}_{{\rm{NH}}_4^ + }} = {{\rm{n}}_{{\rm{N}}{{\rm{H}}_{\rm{3}}}}} = 0,002{\rm{ (mol)}}\)

Khi cho dung dịch BaCl₂ dư vào ống nghiệm thu được kết tủa là BaSO₄.

\({\rm{B}}{{\rm{a}}^{2 + }} + {\rm{SO}}_4^{2 - } \to {\rm{BaS}}{{\rm{O}}_{\rm{4}}}\)

\({{\rm{n}}_{{\rm{BaS}}{{\rm{O}}_{\rm{4}}}}} = \frac{{0,466}}{{233}} = 0,002{\rm{ (mol)}} \Rightarrow {{\rm{n}}_{{\rm{SO}}_4^{2 - }}} = {{\rm{n}}_{{\rm{BaS}}{{\rm{O}}_{\rm{4}}}}} = 0,002{\rm{ (mol)}}\)

Áp dụng định luật bảo toàn điện tích trong dung dịch X:

\(\begin{array}{l}{\rm{2}}{{\rm{n}}_{{\rm{F}}{{\rm{e}}^{2 + }}}} + {{\rm{n}}_{{\rm{NH}}_4^ + }} = {\rm{2}}{{\rm{n}}_{{\rm{SO}}_4^{2 - }}}\\ \Rightarrow {{\rm{n}}_{{\rm{F}}{{\rm{e}}^{2 + }}}} = \frac{{{\rm{2}}{{\rm{n}}_{{\rm{SO}}_4^{2 - }}} - {{\rm{n}}_{{\rm{NH}}_4^ + }}}}{2}\\{\rm{ = }}\frac{{{\rm{2}} \times {\rm{0,002 - }}0,002}}{2} = 0,001{\rm{ (mol)}}\end{array}\)

Ta có: \({{\rm{n}}_{{\rm{NH}}_4^ + }}:{{\rm{n}}_{{\rm{F}}{{\rm{e}}^{2 + }}}}:{{\rm{n}}_{{\rm{SO}}_4^{2 - }}} = 0,002:0,001:0,002 = 2:1:2\)

\( \Rightarrow \) Công thức của X là: \({{\rm{(N}}{{\rm{H}}_{\rm{4}}}{\rm{)}}_{\rm{2}}}{\rm{Fe(S}}{{\rm{O}}_{\rm{4}}}{{\rm{)}}_{\rm{2}}}\)