Cho 31,74 gam hon hop gom Zn và Fe3o4 phan ung với 365gam HCl 20%, thì thu được 1,12 lít khí dktc và dung dịch chứa 61,69 gam muối. Tính nồng độ phần trăm các chất tan trong dung dịch thu được.

Đáp án:

`C\%_{HCl} =  8,65\%`
`C\%_{FeCl_2} =  4,48\%`

`C\%_{FeCL_3} =  9,01\%`

`C\%_{ZnCl_2} = 2,06\%`

Giải thích các bước giải:

Ta có PTHH:

`Fe_3O_4 + 8HCl -> 2FeCl_3 + FeCl_2 + 4H_2O`

`Zn + 2HCl -> ZnCl_2 + H_2`

Giả sử `n_{HCl} = 1(mol)`

Theo PT:

`n_{Fe_3O_4} = 1/8 n_{HCl} = 0,125(mol) -> m_{Fe_3O_4} = 0,125.232 = 29(g)`

`n_{Zn} = 1/2 n_{HCl} = 0,5(mol) -> m_{Zn} = 0,5.65 = 32,5(g)`

`->` Khi hỗn hợp chỉ có `Fe_3O_4` thì lượng `HCl` phản ứng đạt cực đại

Giả sử hỗn hợp chỉ có `Fe_3O_4`

`-> n_{Fe_3O_4} = (31,74)/(232) = (1587)/(11600) (mol)`

`n_{HCl} = (365.20\%)/(36,5) = 2(mol)`

`Fe_3O_4 + 8HCl -> 2FeCl_3 + FeCl_2 + 4H_2O`

`(1587)/(11600) -> (1587)/(1450) < 2`

`-> HCl` dư, `Fe_3O_4` hết

Vậy hỗn hợp tan hết, `HCl` dư

`n_{H_2} = (1,12)/(22,4) = 0,05(mol)`

Đặt `n_{Fe_3O_4} = a(mol); n_{Zn(\text{phản ứng với muối})} = b(mol)`

`Fe_3O_4 + 8HCl -> 2FeCl_3 + FeCl_2 + 4H_2O`

`a -> 8a -> 2a -> a`

`Zn + 2FeCl_3 -> ZnCl_2 + 2FeCl_2`

`b -> 2b -> b -> 2b`

`Zn + 2HCl -> ZnCl_2 + H_2`

$0,05 \leftarrow 0,1 \leftarrow 0,05 \leftarrow 0,05$

Ta có hpt:

`232a + 65(b + 0,05) = 31,74`

`162,5(2a - 2b) + 127(a + 2b) + 136(b + 0,05) = 61,69`

`-> a = 0,12; b = 0,01`

Vậy hỗn hợp sau phản ứng có:

`n_{HCl(dư)} = 2 - 0,1 - 0,12.8 = 0,94(mol)`

`n_{FeCl_2} = 0,12 + 0,01.2 = 0,14(mol)`

`n_{FeCl_3} = 2.0,12 - 2.0,01 = 0,22(mol)`

`n_{ZnCl_2} = 0,05 + 0,01 = 0,06(mol)`

`m_{dd(sau)} = 31,74 + 365 - 0,05.2 = 396,64(g)`

`C\%_{HCl} = (0,94.36,5)/(396,64) .100\% = 8,65\%`
`C\%_{FeCl_2} = (0,14.127)/(396,64) .100\% = 4,48\%`

`C\%_{FeCL_3} = (0,22.162,5)/(396,64) .100\% = 9,01\%`

`C\%_{ZnCl_2} = (0,06.136)/(396,64) .100\% = 2,06\%`