Hoà tan hết m gam hỗn hợp X gồm Na2CO3, MgO, a mol Fe3O4 và 2a mol KHCO3

Hoà tan hết m gam hỗn hợp X gồm Na₂CO₃, MgO, a mol Fe₃O₄ và 2a mol KHCO₃

Đề bài: Hoà tan hết m gam hỗn hợp X gồm Na₂CO₃, MgO, a mol Fe₃O₄ và 2a mol KHCO₃ vào 400 gam dung dịch H₂SO₄ 17,15%. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thi được khí CO₂; dung dịch chứa (m + 42,68) gam muối sunfat trung hòa và 345,44 gam nước. Tìm giá trị của m và a.

Lời giải:

$\begin{array}{l}{m}_{H_{2}S{O}_4}=400.17,15\%=68,6\left(g\right)\\ n_{H_{2}S{O}_4}=\frac{68,6}{98}=0,7\left(mol\right)\\ m_{H_{2}O}=400-68,6=331,4\left(g\right)\\ n_{H_{2}O}=\frac{331,4}{18}=\frac{1657}{90}\left(mol\right)\\ n_{H_{2}Osaup/u}=\frac{345,44}{18}=\frac{4318}{225}\left(mol\right)\end{array}$

Bảo toàn nguyên tố H:

$\begin{array}{l}2n_{H_{2}S{O}_4}+2n_{H_{2}O}+n_{KHC{O}_3}=2n_{H_{2}O}\\ \iff 0,7.2+\frac{1657}{90}.2+2a=2.\frac{4318}{225}\\ \to a=0,08\left(mol\right)\\ \to n_{KHC{O}_3}=0,16\left(mol\right)\end{array}$

Bảo toàn khối lượng

$\begin{array}{l}m+400=m_{C{O}_2}+42,68+m+345,44\\ \to m_{C{O}_2}=11,88\left(g\right)\\ \to n_{C{O}_2}=\frac{11,88}{44}=0,27\left(mol\right)\end{array}$

Đặt $n_{N{a}_{2}C{O}_3},n_{MgO}=x,y\left(mol\right)$

$n_{H_{2}S{O}_4}=x+y+0,08.4+\frac{0,16}{2}=0,7\left(1\right)$

m + 42,88 = 23.2x + 24y + 0,16.39 + 0,08.3.56 + 0,7.96 = 106x + 40y + 0,08.232 + 0,16.100 + 42,68 (2)

 Từ (1), (2) ta có:

x = 0,11; y = 0,19

m = 106.0,11 + 0,19.40 + 0,08.232 + 0,16.100 = 53,82 (g).