Một mẫu nước ngầm có chứa hợp chất của sắt (giả định chứa cả FeSO4 và Fe2(SO4)3). Người ta phân tích mẫu nước trên theo quy trình sau: + Bước 1: Lấy 1000 ml mẫu nước đó rồi cho thêm H2SO4 loãng, dư rồi tiếp tục nhỏ từ từ từng giọt dung dịch KMnO4 0,001M, thì thấy hết 1,2 ml bắt đầu xuất hiện màu tím. Phản ứng hóa học xảy ra như sau: 2KMnO4 + 10FeSO4 + 8H2SO4
K2SO4 + 2MnSO4 + 5 Fe2(SO4)3 + 8H2O. + Bước 2: Lấy 1000 ml mẫu nước đó rồi thêm dung dịch NaOH vào tới dư, để ngoài không khí đến khối lượng không đổi thu được 1,07 mg kết tủa. a. Viết phương trình phản ứng? Tính nồng độ mol/l của FeSO4, Fe2(SO4)3 trong mẫu nước trên? b. Theo quy chuẩn về nước ăn uống của Việt Nam (QCVN 01:2009/BYT), hàm lượng sắt 0,3 mg/l là an toàn để sử dụng được. Cho biết mẫu nước trên có dùng để ăn uống được không? Giải thích bằng kết quả tính toán?

 `a,` PTHH :

$\rm 2KMnO_4 + 10FeSO_4 + 8H_2SO_4 \to K_2SO_4 + 2MnSO_4 + 5 Fe_2(SO_4)_3 + 8H_2O(1)\\ Fe_2(SO_4)_3+6NaOH \to 2Fe(OH)_3 \downarrow +3Na_2SO_4(2)$

`+` Thí nghiệm 1 :

`n_{KMnO_4}=(1,2)/(1000) . 0,001=1,2.10^{-6}(mol)`

Từ PTHH (1) : `n_{FeSO_4}= 5n_{KMnO_4}= 5. 1,2 .10^{-6}=6.10^{-6}(mol)`

`=>C_{M FeSO_4}=(6.10^{-6})/(1)=6.10^{-6}(M)`

Ta có : `n_{Fe_2(SO_4)_3(1)}= 5/2 n_{KMnO_4}= 5/2 . 1,2.10^{-6}= 3.10^{-6}(mol)`

`+` Thí nghiệm 2 :

`n_{Fe(OH)_3}=(1,07:1000)/(107)=10^{-5}(mol)`

Từ PTHH (2) : 

`=>n_{Fe_2(SO_4)_3}=1/2 . n_{Fe(OH)_3}=1/2 . 10^{-5}=5.10^{-6}(mol)`

`=>n_{Fe_2(SO_4)_3(dd \text{ ban đầu})}=5.10^{-6}- 3.10^{-6}=2.10^{-6}(mol)`

`=>C_{M Fe_2(SO_4)_3}=(2.10^{-6})/1 =2.10^{-6}(M)`

`b,`

Xét trong 1 lít nước trên (1000ml) thì có $\rm 6.10^{-6} mol$ $\rm FeSO_4$ và $\rm 2.10^{-6} mol $ $\rm Fe_2(SO_4)_3$

Bảo toàn nguyên tố `Fe:`

`n_{Fe}=n_{FeSO_4}+2n_{Fe_2(SO_4)_3}=6.10^{-6}+ 2. 2.10^{-6}=10^{-5}(mol)`

`=>m_{Fe}=10^{-5}.56=5,6.10^{-4}(g)` hay `0.,56mg`

`=>` Hàm lượng sắt trong 1 lít nước trên :

`D=(0,56)/1 = 0,56(mg//l)>0,3`

`->` Mẫu nước trên không dùng để ăn uống