Hòa tan hoàn toàn 2,81 gam hỗn hợp gồm Fe₂O₃, MgO, ZnO trong 500 ml H₂SO₄ 0,1 M (vừa đủ). Sau phản ứng, hỗn hợp muối sunfat khan thu được khi cô cạn dung dịch có khối lượng là bao nhiêu?

Hướng dẫn:

♦ Cách 1 (Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng)

- Bước 1: Viết PTHH

        Fe₂O₃ + 3H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + 3H₂O       (1)

        MgO + H₂SO₄ → MgSO₄ + H₂O       (2)

        ZnO + H₂SO₄ → ZnSO₄ + H₂O       (3)

- Bước 2+3: Tính toán theo PTPU và tính kết quả theo yêu cầu của đề bài

        Từ 3 PTHH trên, ta thấy n_H2SO₄ = n_H2O = 0,1.0,5 =0,05 (mol)

        Theo định luật bảo toàn khối lượng, ta có:

            m_oxit + m_H2SO₄ = m_muối + m_H2O

⇒ m_muối =(m_oxit + m_H2SO₄) - m_H2O= (2,81 + 0,05.98) – 0,05.18 = 6,81 g

Vậy khối lượng muối khan thu được sau phản ứng là 6,81 g

♦ Cách 2 (Phương pháp tăng giảm khối lượng)

        Áp dụng tăng giảm khối lượng, ta thấy 1 O được thay thế bởi 1 nhóm SO₄:

        Fe₂O₃ → Fe₂(SO₄)₃

        MgO → MgSO₄

        ZnO → ZnSO₄

⇒ 1 mol oxit tăng 96-16 = 80 g

⇒ Khối lượng muối sau phản ứng là:

m_muối = m_oxit + n_H2SO₄ . 80 =2,81 + 0,1.0,5.80 = 6,81 g

Nhận xét:

-Trong phản ứng của oxit bazơ tác dụng với axit H₂SO₄ thì n_H2SO₄ = n_H2O

⇒ Tương tự, trong phản ứng của oxit bazơ tác dụng với axit HCl thì n_HCl = 2.n_H2O

VD: Fe₂O₃ + 6HCl → 2FeCl₃ + 3H₂O

-Trong bài toán oxit bazơ tác dụng với axit ta có thể áp dụng phương pháp bảo toàn khối lượng.

        m_oxit  + m_axit   = m_muối  + m_nước

-Trong bài toán oxit bazơ tác dụng với axit ta có thể áp dụng phương pháp tăng giảm khối lượng.

⇒ Với axit H₂SO₄, ta có công thức: m_muối = m_oxit + 80. n_H2SO₄

⇒ Với axit HCl, ta có công thức: m_{muối clorua} = m_oxit + 27,5.n_HCl