

Theo QCVN 01-1:2018/BYT, hàm lượng sắt tối đa cho phép trong nước sinh hoạt 0,3 mg/L. Một trong các phương pháp dùng để loại bỏ sắt là sử dụng vôi tôi, sau đó sục không khí nhằm kết tủa ion sắt, theo các sơ đồ phản ứng sau:
Fe3+ + OH→ Fe(OH)3
Fe2+ + OH + O2 → Fe(OH)3
Một nguồn nước sinh hoạt có hàm lượng sắt cao gấp 42 lần so với ngưỡng tối đa cho phép. Giả sử sắt trong mấu nước trên chí tồn tại ở hai dạng là Fe3+ và Fe2+ với tỉ lệ mol Fe³+ : Fe2+ = 1:4. Cần tối thiểu bao nhiêu gam Ca(OH)2 để kết tủa hoàn toàn lương sắt trong 1000m³ mẫu nước trên? (Kết quả làm tròn đến hàng đơn vị)
Hãy luôn nhớ cảm ơn và vote 5*
nếu câu trả lời hữu ích nhé!
Nồng độ sắt trong mẫu nước:
$C_{Fe} = 0,3 \text{ mg/L} \cdot 42 = 12,6 \text{ mg/L}$
Thể tích mẫu nước:
$V = 1000 \text{ m}^3 = 1000 \cdot 1000 \text{ L} = 10^6 \text{ L}$
Tổng khối lượng sắt có trong 1000 m³ nước:
$m_{Fe} = 12,6 \text{ mg/L} \cdot 10^6 \text{ L} = 12,6 \cdot 10^6 \text{ mg} = 12600 \text{ g}$
Tổng số mol sắt (với $M_{Fe} = 56$ g/mol):
$n_{Fe} = \frac{12600}{56} = 225 \text{ mol}$
Theo tỉ lệ mol $n_{Fe^{3+}} : n_{Fe^{2+}} = 1:4$, ta có:
Số mol $Fe^{3+}$:
$n_{Fe^{3+}} = \frac{225}{1+4} \cdot 1 = 45 \text{ mol}$
Số mol $Fe^{2+}$:
$n_{Fe^{2+}} = \frac{225}{1+4} \cdot 4 = 180 \text{ mol}$
Phản ứng kết tủa $Fe^{3+}$:
$Fe^{3+} + 3OH^- \rightarrow Fe(OH)_3 \downarrow$
$45 \rightarrow 135 \text{ (mol)}$
Phản ứng kết tủa $Fe^{2+}$:
$4Fe^{2+} + O_2 + 8OH^- + 2H_2O \rightarrow 4Fe(OH)_3 \downarrow$
$180 \rightarrow 360 \text{ (mol)}$
Số mol $OH^−$ cần để kết tủa $Fe^{3+}$ là:
$n_{OH^-(1)} = 3 \cdot n_{Fe^{3+}} = 3 \cdot 45 = 135 \text{ mol}$
Số mol $OH^−$ cần để kết tủa $Fe^{2+}$ là:
$n_{OH^-(2)} = 2 \cdot n_{Fe^{2+}} = 2 \cdot 180 = 360 \text{ mol}$
Tổng số mol $OH^−$ cần dùng:
$n_{OH^-(tổng)} = 135 + 360 = 495 \text{ mol}$
$Ca(OH)_2 \rightarrow Ca^{2+} + 2OH^-$
Số mol $Ca(OH)_2$ cần dùng là:
$n_{Ca(OH)_2} = \frac{n_{OH^-(tổng)}}{2} = \frac{495}{2} = 247,5 \text{ mol}$
Khối lượng $Ca(OH)_2$ tối thiểu cần dùng là:
$m_{Ca(OH)_2} = 247,5 \text{ mol} \cdot 74 \text{ g/mol} = 18315 \text{ g}$
`->`Khối lượng $Ca(OH)_2$ tối thiểu cần dùng để kết tủa hoàn toàn lượng sắt trong 1000 m³ mẫu nước là 18315 gam.
Hãy giúp mọi người biết câu trả lời này thế nào?
Đáp án:
Gọi:
`n_{Fe^{3+}}=x(mol)`
`n_{Fe^{2+}}=4x(mol)`
Ta có :
`m_{Fe^{n+}}=0,3.1000.10^3 .10^{-3} .42=12600(g)`
`=>n_{Fe^{n+}}=12600/56=225(mol)`
Ta có:
`n_{Fe^{n+}}=n_{Fe^{2+}}+n_{Fe^{3+}}=4x+x=5x=225(mol)`
`=>x=45`
`Fe^{2+}+2OH^{-} ->Fe(OH)_2\downarrow\ (1)`
`Fe^{3+}+3OH^{-} ->Fe(OH)_3\downarrow\ (2)`
Từ `(1)` và `(2)`:
`=>` $\sum\limits_{}^{}$ `n_{OH^-}=4x.2+x.3=11.x=11.45=495(mol)`
`=>n_{Ca(OH)_2}=n_{OH^-}/2=495/2=247,5(mol)`
`=>m_{Ca(OH)_2}=247,5.74=18315(g)`
Hãy giúp mọi người biết câu trả lời này thế nào?
Bảng tin
0
729
0
xin chào, bạn có thể vào tiểu sử mình có câu hỏi vẽ mạch điện giúp mình với được không ạ. Làm ơn