Hỗn hợp bột X gồm Fe và Cu . Cho m gam X tác dụng với dung dịch CuSO4 dư. Kết thúc phản ứng, thu được (m+1,2) gam chất rắn khan. Cũng m gam X nói trên phản ứng hết với dung dịch H2SO4 đặc , nóng thu được 94 gam dung dịch Y và 6,384 lít khí SO2( sản phẩm duy nhất , ở đktc) . Biết trong Y lượng axit dư có nồng độ 44,83% và giả sử nước không bay hơi trong quá trình phản ứng . Tính m và nồng độ phần trăm của H2SO4 ban đầu
\(Fe\left(x\right)+CuSO_4\left(x\right)\rightarrow FeSO_4\left(x\right)+Cu\left(x\right)\)
\(2Fe\left(0,15\right)+6H_2SO_4\left(0,45\right)\rightarrow Fe_2\left(SO_4\right)_3\left(0,075\right)+6H_2O\left(0,45\right)+3SO_2\left(0,225\right)\)
\(Cu\left(y\right)+2H_2SO_4\left(2y\right)\rightarrow2H_2O\left(2y\right)+CuSO_4\left(y\right)+SO_2\left(y\right)\)
Gọi số mol của Fe, Cu trong m gam X là x, y
Ta có: \(m-56x+64x=m+1,2\)
\(\Leftrightarrow8x=1,2\)
\(\Leftrightarrow x=0,15\)
Ta có: \(n_{SO_2}=\frac{6,384}{22,4}=0,285\)
\(\Rightarrow0,225+y=0,285\)
\(\Rightarrow y=0,06\)
\(\Rightarrow m=56.0,15+64.0,06=12,24\)
\(m_{H_2SO_4\left(dư\right)}=44,83\%.94=42,1402\)
\(n_{H_2SO_4\left(pứ\right)}=0,45+2.0,06=0,57\)
\(\Rightarrow m_{H_2SO_4\left(pứ\right)}=0,57.98=55,86\)
\(\Rightarrow m_{H_2SO_4}=55,86+42,1402\approx98\)
\(m_{SO_2}=0,285.64=18,24\)
Theo định luật bảo toàn khối lượng thì ta có:
\(m_m+m_{ddH_2SO_4}=m_y+m_{SO_2}\)
\(\Rightarrow m_{ddH_2SO_4}=m_y+m_{SO_2}-m_m=94+18,24-12,24=100\)
\(\Rightarrow\%H_2SO_4\left(đ\right)=\frac{98}{100}.100\%=98\%\)