Nung 25,28g hỗn hợp `FeCO_3` và `Fe_xO_y` trong oxi dư tới phản ứng hoàn toàn thu được khí A và 22,4g `Fe_2_O3` duy nhất cho khí A hấp thụ hoàn toàn vào 400ml dd `Ba(OH)_2` 0,15M thu được 7,88g kết tủa b. Tìm công thức phân tử `Fe_xO_y` Btnt nha

Đáp án:

 `Fe_2O_3`

Giải thích các bước giải:

`n_{Fe_2O_3} = {22,4}/{160} = 0,14` mol
`400ml = 0,4l`
`=> n_{Ba(OH)_2} = 0,4 . 0,15 = 0,06` mol
`n_{BaCO_3} = {7,88}/{197} = 0,04` mol
Vì `n_{Ba(OH)_2} > n_{BaCO_3}`
`=>` Xảy ra 2 TH:
TH1: `CO_2` vừa đủ tạo tủa sẽ xảy ra các PT
`4FeCO_3 + O_2 \overset(t^°)(->) 2Fe_2O_3 + 4CO_2(1)`

`2Fe_xO_y + ({3x - 2y}/{2})O_2 \overset(t^°)(->) xFe_2O_3(2)`  
`CO_2 + Ba(OH)_2 -> BaCO_3 + H_2O`
`n_{CO_2} = n_{BaCO_3} = 0,04` mol

Theo PT(1)

`n_{FeCO_3} = n_{CO_2} = 0,04` mol

 `m_{Fe_xO_y} = 25,28 - 0,04 . 116 = 20,64g`

Bảo toàn `Fe`

`n_{Fe(FeCO_3)} + n_{Fe(Fe_xO_y)} = 2n_{Fe_2O_3}`

`=> n_{Fe(Fe_xO_y)} = 2n_{Fe_2O_3} - n_{Fe(FeCO_3)} = 2 . 0,14 - 0,04 = 0,24` mol

`n_{O(Fe_xO_y)} = {20,26 - 0,24 . 56}/{16} = 0,45` mol

`=> {n_{Fe(Fe_xO_y)}}/{n_{O(Fe_xO_y)}} = x/y = {0,24}/{0,45}   = {8}/{15}`

`=> `Loại TH1

TH2: `CO_2` dư, kết tủa bị tan 1p

`4FeCO_3 + O_2 \overset(t^°)(->) 2Fe_2O_3 + 4CO_2(1')`

`2Fe_xO_y + ({3x - 2y)}/{2}O_2 \overset(t^°)(->) xFe_2O_3(2')`

`CO_2 + Ba(OH)_2 -> BaCO_3 + H_2O(6)`

`CO_2 + BaCO_3 + H_2O -> Ba(HCO_3)_2(7)`

Theo PT(6)

`n_{CO_2(6)} = n_{BaCO_3} = n_{Ba(OH)_2} = 0,06` mol

`n_{BaCO_3(bị tan)} = 0,06 - 0,04 = 0,02` mol

Theo PT(7)

`n_{CO_2(7)} = n_{BaCO_3(bị tan)} = 0,02` mol

`=> ∑n_{CO_2} = 0,02 + 0,06 = 0,08` mol

Theo Pt (1')

`n_{FeCO_3} = n_{CO_2} = 0,08` mol

`m_{Fe_xO_y} = 25,28 - 0,08 .116 = 16g`

Bảo toàn `Fe`

`n_{Fe(FeCO_3)} + n_{Fe(Fe_xO_y)} = 2n_{Fe_2O_3}`
`=> n_{Fe(Fe_xO_y)} = 2n_{Fe_2O_3} - n_{Fe(FeCO_3)} = 2 . 0,14 - 0,08 = 0,2` mol

`n_{O(Fe_xO_y)}= {16 - 0,2 . 56}/{16} = 0,3` mol

`{n_{Fe(Fe_xO_y)}}/{n_{O(Fe_xO_y)}} = x/y = {0,2}/{0,3} = 2/3`

Vậy CTHH  của oxide sắt là `Fe_2O_3`

`n_{Ba(OH)_2}=0,4.0,15=0,06(mol)`

`n_{BaCO_3}={7,88}/{197}=0,04(mol)`

Do cho 2 dữ kiện nên thường tạo cả `Ba(HCO_3)_2`

BTNT Ba: `n_{Ba(HCO_3)_2}=0,06-0,04=0,02(mol)`

BTNT C: `n_{CO_2}=0,02.2+0,04=0,08(mol)`

`4FeCO_3+O_2` $\xrightarrow{t^o}$ `2Fe_2O_3+4CO_2`

`2Fe_xO_y+{3x-2y}/{2}O_2` $\xrightarrow{t^o}$ `xFe_2O_3`

Theo pt:

`n_{FeCO_3}=n_{CO_2}=0,08(mol)`

`->m_{Fe_xO_y}=25,28-0,08.116=16(g)`

`n_{Fe_2O_3\ spu}={22,4}/{160}=0,14={3x-2y}/{4}.n_{Fe_xO_y}+1/2n_{CO_2}`

`->n_{Fe_xO_y}={4(0,14-0,08.0,5)}/{3x-2y}={0,4}/{3x-2y}(mol)`

`->M_{Fe_xO_y}=56x+16y={16}/{{0,4}/{3x-2y}}=40(3x-2y)`

`->56x+16y=120x-80y`

`->x/y=2/3`

`->x=2;y=3`

`->Fe_2O_3`