Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp X gồm 0,008 mol FeS2 và 0,012 mol FeS vào lượng dư dung dịch H2SO4 đặc, nóng thu được Fe2(SO4)3, SO2 và H2O. Lượng khí SO2 thoát ra phản ứng vừa đủ với V lít dung dị

Phương pháp giải:

Quy đổi hỗn hợp X gồm FeS₂ và FeS thành hỗn hợp X gồm Fe và S.

Bảo toàn nguyên tố Fe và S ⟹ Số mol Fe và S trong X.

X + H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + SO₂ + H₂O

Bảo toàn electron ⟹ số mol SO₂.

Tính theo PTHH: 5SO₂ + 2KMnO₄ + 3H₂O → K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 2H₂SO₄.

Giải chi tiết:

* Quy đổi hỗn hợp X gồm FeS₂ và FeS thành hỗn hợp X gồm Fe và S.

Bảo toàn nguyên tố Fe và S ta có:

\[X\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{{n_{Fe}} = {n_{Fe{S_2}}} + {n_{FeS}} = 0,008 + 0,012 = 0,02}\\{{n_S} = 2{n_{Fe{S_2}}} + {n_{FeS}} = 2.0,008 + 0,012 = 0,028}\end{array}} \right.(mol)\]

* X + H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + SO₂ + H₂O

Quá trình trao đổi e:

Fe⁰ → Fe⁺³ + 3e          ;           S⁺⁶ + 2e → S⁺⁴

S⁰ → S⁺⁶ + 6e

Bảo toàn electron ta có:

\[3{n_{Fe}} + 6{n_S}\; = 2{n_{S{O_2}}} \Rightarrow {n_{S{O_2}}} = 0,114(mol)\]

* PTHH: 5SO₂ + 2KMnO₄ + 3H₂O → K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 2H₂SO₄

                0,114 → 0,0456     (mol)

⟹ \[{V_{KMn{O_4}}} = \frac{{{n_{KMn{O_4}}}}}{{{C_{M(KMn{O_4})}}}} = \frac{{0,0456}}{{0,02}} = 2,28(l)\]

Vậy V = 2,28 lít.