Hòa tan hoàn toàn 20,88 gam một oxide của sắt bằng dung dịch H2SO4 đặc, nóng thu được dung dịch X và 3,595 lít khí SO2 (sản phẩm khử duy nhất, ở đkc). Cô cạn dung dịch X, thu được m gam muối sulfate khan. Giá trị của m là

Đáp án đúng là: D

\[{n_{S{O_2}}} = \frac{{3,595}}{{24,79}}{\rm{ = }}0,145{\rm{ }}mol\]

Quy đổi 20,88 g oxide của sắt Fe_xO_y thành 20,88 g gồm Fe và O.

\[\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{{n_{Fe}}\; = \;{\rm{ }}x{\rm{ }}mol}\\{{n_O}\; = {\rm{ }}y{\rm{ }}mol}\end{array}} \right. \Rightarrow 56x + 16y = 20,88\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,(1)\]

Ta có các quá trình:

\[\begin{array}{l}\mathop {{\rm{Fe}}}\limits^0 {\rm{ }} \to \mathop {Fe}\limits^{ + 3} \; + {\rm{ 3}}e\\x \to \;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;3x\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,mol\end{array}\]

\[\begin{array}{l}\mathop S\limits^{ + 6} \; + {\rm{ 2}}e{\rm{ }} \to {\rm{ }}\mathop S\limits^{ + 4} \\\;\;\;\;\;\;0,29\; \leftarrow \;\;\;\;0,145\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,mol\\\mathop O\limits^0 \; + {\rm{ 2}}e{\rm{ }} \to {\rm{ }}\mathop O\limits^{ - 2} \\\;\;\;\;\;\;\;\;\;2y\; \leftarrow \;\;\;\;y\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,mol\end{array}\]

Bảo toàn electron: 3x = 2y + 0,29 Þ 3x - 2y = 0,29   (2)

Từ (1) và (2) Þ x = 0,29 và y = 0,29

Muối sinh ra là muối Fe₂(SO₄)₃

Bảo toàn nguyên tố Fe ta có: \[{n_{F{e_2}{{(SO)}_4}}} = \frac{1}{2}{n_{Fe}} = 0,145(mol)\]

\[ \to {m_{F{e_2}{{(SO)}_4}}} = 0,145.400 = 58(g)\]