Bài tập 3 trang 114 Hóa 12 Chân trời sáng tạo: Để xác định hàm lượng của FeCO3 trong quặng siderite, người ta có thể làm như sau: Cân 0,300 g mẫu quặng...

Để xác định hàm lượng của FeCO₃ trong quặng siderite, người ta có thể làm như sau: Cân 0,300 g mẫu quặng, xử lý theo một quỵ trình thích hợp, thu được dung dịch FeSO₄ trong môi trường H₂SO₄ loãng. Coi như dung dịch không chứa tạp chất tác dụng với KMnO₄. Chuẩn độ dung dịch thu được bằng dung dịch KMnO₄ 0,02 M thì dùng hết 12,5 mL. Tính thành phần % theo khối lượng của FeCO₃ trong quặng.

Hướng dẫn giải :

Sử dụng phương trình hóa học sau

\(10{\rm{FeS}}{{\rm{O}}_{\rm{4}}}{\rm{ }} + {\rm{ }}2{\rm{KMn}}{{\rm{O}}_{\rm{4}}}{\rm{ }} + {\rm{ }}8{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{S}}{{\rm{O}}_{\rm{4}}}{\rm{ }} \to {\rm{ }}5{\rm{F}}{{\rm{e}}_{\rm{2}}}{\left( {{\rm{S}}{{\rm{O}}_{\rm{4}}}} \right)_{\rm{3}}}{\rm{ }} + {\rm{ }}{{\rm{K}}_{\rm{2}}}{\rm{S}}{{\rm{O}}_{\rm{4}}}{\rm{ }} + {\rm{ }}2{\rm{MnS}}{{\rm{O}}_{\rm{4}}} + {\rm{ }}8{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{O}}\)

Lời giải chi tiết :

Ta có: \({{\rm{n}}_{{\rm{KMn}}{{\rm{O}}_{\rm{4}}}}} = 0,02 \times {\rm{0,0125 = 0,00025 (mol)}}\)

Phương trình hóa học: \(10{\rm{FeS}}{{\rm{O}}_{\rm{4}}}{\rm{ }} + {\rm{ }}2{\rm{KMn}}{{\rm{O}}_{\rm{4}}}{\rm{ }} + {\rm{ }}8{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{S}}{{\rm{O}}_{\rm{4}}}{\rm{ }} \to {\rm{ }}5{\rm{F}}{{\rm{e}}_{\rm{2}}}{\left( {{\rm{S}}{{\rm{O}}_{\rm{4}}}} \right)_{\rm{3}}}{\rm{ }} + {\rm{ }}{{\rm{K}}_{\rm{2}}}{\rm{S}}{{\rm{O}}_{\rm{4}}}{\rm{ }} + {\rm{ }}2{\rm{MnS}}{{\rm{O}}_{\rm{4}}} + {\rm{ }}8{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{O}}\)

Theo phương trình hóa học: \({{\rm{n}}_{{\rm{FeS}}{{\rm{O}}_4}}}{\rm{ = 5}}{{\rm{n}}_{{\rm{KMn}}{{\rm{O}}_{\rm{4}}}}} = 5 \times 0,00025 = 0,00125{\rm{ (mol)}}\)

Bảo toàn nguyên tố Fe: \({{\rm{n}}_{{\rm{FeC}}{{\rm{O}}_{\rm{3}}}}}{\rm{ = }}{{\rm{n}}_{{\rm{FeS}}{{\rm{O}}_4}}} = 0,00125{\rm{ (mol)}}\)

\( \Rightarrow {{\rm{m}}_{{\rm{FeC}}{{\rm{O}}_{\rm{3}}}}}{\rm{ = }}0,00125 \times 116 = 0,145{\rm{ (g)}}\)

\( \Rightarrow \% {{\rm{m}}_{{\rm{FeC}}{{\rm{O}}_{\rm{3}}}}}{\rm{ = }}\frac{{0,145}}{{0,3}} \approx 48,3\% \)