Đề bài
Cho hỗn hợp FeS và Fe tác dụng với dung dịch HCl [dư], thu được 2,464 lít hỗn hợp khí ở điều kiện tiêu chuẩn. Dẫn hỗn hợp khí này đi qua dung dịch Pb[NO3]2[dư], sinh ra 23,9 g kết tủa màu đen.
a] Viết phương trình hóa học của các phản ứng đã xảy ra.
b] Hỗn hợp khí thu được gồm những khí nào? Tính tỉ lệ số mol các khí trong hỗn hợp.
c] Tính thành phần phần trăm theo khối lượng của hỗn hợp rắn ban đầu.
Lời giải chi tiết
Các phản ứng xảy ra:
\[\eqalign{ & Fe + 2HCl\,\, \to \,\,FeC{l_2} + {H_2} \uparrow \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\left[ 1 \right] \cr & 0,01\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, \leftarrow \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\;\;\;\;\;\;\;0,01 \cr & FeS + 2HCl\,\, \to \,\,FeC{l_2} + {H_2}S\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\left[ 2 \right] \cr & 0,1\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, \leftarrow \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\;\;\;\;\;\;\;\;0,1 \cr & {H_2}S + Pb{\left[ {N{O_3}} \right]_2}\,\, \to \,\,PbS \downarrow + 2HN{O_3}\,\,\,\,\,\left[ 3 \right] \cr & 0,1\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\;\;\;\;\;\;\;0,1 \cr} \]
b] Hỗn hợp khí gồm H2và khí H2S
Số mol PbS: \[{{23,9} \over {239}} = 0,1\,\,\left[ {mol} \right];\]
số mol H2S và H2: \[{{2,464} \over {22,4}} = 0,11\,\,\left[ {mol} \right]\]
\[ \Rightarrow \] Số mol H2: 0,11 0,1 = 0,01 [mol]
Tỉ lệ số mol 2 khí: \[{{{n_{{H_2}}}} \over {{n_{{H_2}S}}}} = {{0,01} \over {0,1}} = {1 \over {10}}.\]
c] Theo các phản ứng [1] và [2] ta có:
\[\eqalign{ & {n_{Fe}} = {n_{{H_2}}} = 0,01\,mol \cr&\Rightarrow {m_{Fe}} = 0,01.56 = 0,56\,\,\left[ g \right] \cr & {n_{FeS}} = {n_{{H_2}S}} = 0,1\,\,mol\, \cr&\Rightarrow {m_{FeS}} = 0,1.88 = 8,8\,\,\left[ g \right] \cr & \Rightarrow \% {m_{Fe}} = {{0,56} \over {\left[ {0,56 + 8,8} \right]}}.100\% = 5,98\% \cr&\;\;\;\;\% {m_{FeS}} = 94,02\% . \cr} \]