Hòa tan hoàn toàn 3,76 gam hỗn hợp X gồm S, FeS và FeS₂ trong dung dịch HNO₃ dư, thu được dung dịch Y và 0,48 mol NO₂ (sản phẩm khử duy nhất). Cho dung dịch Ba(OH)₂ dư vào Y, sau khi kết thúc các phản ứng, thu được kết tủa T. Nung T đến khối lượng không đổi, thu được m gam chất rắn. Tính m.

Phương pháp giải:

Quy đổi hỗn hợp trên thành x mol Fe và y mol S.

Dùng định luật bảo toàn e và m_X để tìm x và y

Chất rắn Z chứa Fe₂O₃ và BaSO₄.

Bảo toàn nguyên tố Fe và S ta có: n_Fe2O3 = ½.n_Fe; n_BaSO4 = n_S

Vậy m = m_Fe2O3+ m_BaSO4

Giải chi tiết:

Quy đổi hỗn hợp trên thành x mol Fe và y mol S.

Ta có:

Fe → Fe³⁺+ 3e                                S → S⁶⁺+      6e

                                                        N⁺⁵+ 1e → N⁺⁴

Áp dụng bảo toàn electron ta có: 3x + 6y = 0,48 mol

Mặt khác: 56x + 32y = 3,76 g

Giải hệ trên thu được x = 0,03 mol và y = 0,065 mol

→ Trong Y có Fe³⁺: 0,03 mol và SO₄^2–: 0,065 mol; H⁺; NO₃^–

→ Y + Ba(OH)₂:

Ba²⁺ + SO₄^2– → BaSO₄

Fe³⁺ + 3OH^– → Fe(OH)₃

2 Fe(OH)₃  Fe₂O₃ + 3H₂O

Chất rắn sau nung chứa Fe₂O₃ và BaSO₄.

Bảo toàn nguyên tố Fe và S ta có: n_Fe2O3 = ½.n_Fe = 0,015 mol; n_BaSO4 = n_S = 0,065 mol.

Vậy m = m_Fe2O3+ m_BaSO4 = 0,015.160 + 0,065.233 = 17,545 gam