Bài 5 trang 177 SGK Hóa học 10 Nâng cao

Cho hỗn hợp FeS và Fe tác dụng với dung dịch HCl (dư), thu được 2,464 lít hỗn hợp khí ở điều kiện tiêu chuẩn. Dẫn hỗn hợp khí này đi qua dung dịch Pb(NO₃)_2­ (dư), sinh ra 23,9 g kết tủa màu đen.

a) Viết phương trình hóa học của các phản ứng đã xảy ra.

b) Hỗn hợp khí thu được gồm những khí nào ? Tính tỉ lệ số mol các khí trong hỗn hợp.

c) Tính thành phần phần trăm theo khối lượng của hỗn hợp rắn ban đầu.

Các phản ứng xảy ra :

\(\eqalign{  & Fe + 2HCl\,\, \to \,\,FeC{l_2} + {H_2} \uparrow \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\left( 1 \right)  \cr  & 0,01\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, \leftarrow \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\;\;\;\;\;\;\;0,01  \cr  & FeS + 2HCl\,\, \to \,\,FeC{l_2} + {H_2}S\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\left( 2 \right)  \cr  & 0,1\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, \leftarrow \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\;\;\;\;\;\;\;\;0,1  \cr  & {H_2}S + Pb{\left( {N{O_3}} \right)_2}\,\, \to \,\,PbS \downarrow  + 2HN{O_3}\,\,\,\,\,\left( 3 \right)  \cr  & 0,1\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\;\;\;\;\;\;\;0,1 \cr} \)

b) Hỗn hợp khí gồm H₂ và khí H₂S

Số mol PbS : \({{23,9} \over {239}} = 0,1\,\,\left( {mol} \right);\)

số mol H₂S và H₂: \({{2,464} \over {22,4}} = 0,11\,\,\left( {mol} \right)\)

\( \Rightarrow \) Số mol H₂ : 0,11 – 0,1 = 0,01 (mol)

Tỉ lệ số mol 2 khí : \({{{n_{{H_2}}}} \over {{n_{{H_2}S}}}} = {{0,01} \over {0,1}} = {1 \over {10}}.\)

c) Theo các phản ứng (1) và (2) ta có :

\(\eqalign{  & {n_{Fe}} = {n_{{H_2}}} = 0,01\,mol \cr&\Rightarrow {m_{Fe}} = 0,01.56 = 0,56\,\,\left( g \right)  \cr  & {n_{FeS}} = {n_{{H_2}S}} = 0,1\,\,mol\, \cr&\Rightarrow {m_{FeS}} = 0,1.88 = 8,8\,\,\left( g \right)  \cr  &  \Rightarrow \% {m_{Fe}} = {{0,56} \over {\left( {0,56 + 8,8} \right)}}.100\%  = 5,98\% \cr&\;\;\;\;\% {m_{FeS}} = 94,02\% . \cr} \)