Theo QCVN 01-1:2018/BYT, hàm lượng sắt tối đa cho phép trong nước sinh hoạt là 0,30 mg/L. Một mẫu nước dùng nghiên cứu có hàm lượng sắt cao gấp 44,8 lần ngưỡng cho phép. Giả thiết sắt trong m

28/28

Theo QCVN 01-1:2018/BYT, hàm lượng sắt tối đa cho phép trong nước sinh hoạt là 0,30 mg/L. Một mẫu nước dùng nghiên cứu có hàm lượng sắt cao gấp 44,8 lần ngưỡng cho phép. Giả thiết sắt trong mẫu nước tồn tại ở dạng Fe₂(SO₄)₃ và FeSO₄ với tỉ lệ mol tương ứng là 1: 8.

Nếu phải tách sắt có trong 10 m³ loại nước trên về ngưỡng cho phép, thì cần sử dụng m gam vôi tôi để tăng pH, sau đó sục không khí theo các phản ứng sau:

(1) 4FeSO₄ + 4Ca(OH)₂ + O₂ + 2H₂O → 4Fe(OH)₃ + 4CaSO₄

(2) Fe₂(SO₄)₃ + 3Ca(OH)₂ → 2Fe(OH)₃ + 3CaSO₄

Giả thiết lượng Ca(OH)₂ đã phản ứng bằng 70% khối lượng vôi tôi cần đưa vào, ngoài ra không còn chất nào tham gia phản ứng với các muối sắt. Tính giá trị của m (làm tròn đến hàng đơn vị).

Nhập câu trả lời ở đây

Giải thích

Hàm lượng sắt tối đa cho phép là 0,30 mg/L.

Mẫu nước có hàm lượng sắt cao gấp 44,8 lần, nên hàm lượng sắt ban đầu là:

0,30 × 44,8 = 13,44 mg/L

Cần đưa hàm lượng sắt về ngưỡng 0,30 mg/L, nên lượng sắt cần tách khỏi mỗi lít nước là:

13,44 − 0,30 = 13,14 mg/L

Thể tích nước là 10 m³ = 10000 L.

Khối lượng sắt cần tách là:

13,14 × 10000 = 131400 mg = 131,4 g

Số mol nguyên tử Fe cần tách:

nFe = 131,4 : 56 ≈ 2,346 mol

Gọi số mol Fe₂(SO₄)₃ là x mol.

Theo đề, tỉ lệ mol Fe₂(SO₄)₃ : FeSO₄ = 1 : 8, nên số mol FeSO₄ là 8x mol.

Tổng số mol nguyên tử Fe là: 2x + 8x = 10x

Suy ra: 10x = 2,346

x = 0,2346 mol

Lượng Ca(OH)₂ cần cho FeSO₄:

Theo phản ứng: 4FeSO₄ + 4Ca(OH)₂ + O₂ + 2H₂O → 4Fe(OH)₃ + 4CaSO₄

Tỉ lệ mol FeSO₄ : Ca(OH)₂ = 1 : 1.

Số mol Ca(OH)₂ cần cho FeSO₄ là: 8x mol

Lượng Ca(OH)₂ cần cho Fe₂(SO₄)₃:

Fe₂(SO₄)₃ + 3Ca(OH)₂ → 2Fe(OH)₃ + 3CaSO₄

Tỉ lệ mol Fe₂(SO₄)₃ : Ca(OH)₂ = 1 : 3.

Số mol Ca(OH)₂ cần cho Fe₂(SO₄)₃ là:

3x mol

Tổng số mol Ca(OH)₂ cần phản ứng:

8x + 3x = 11x = 11 × 0,2346 ≈ 2,581 mol

Khối lượng Ca(OH)₂ đã phản ứng: mCa(OH)₂ = 2,581 × 74 ≈ 191 g

Theo đề, lượng Ca(OH)₂ đã phản ứng bằng 70% khối lượng vôi tôi cần đưa vào:

191 = 70%.m

m = 191 : 0,70 ≈ 273 g

Đáp án: 273.