1.7. Bài toán Fe, Cu, CuSx, FeSx tác dụng với H2SO4 đặc, nóng

13/12/2021
Đăng bởi Nhật Tài

A. Định hướng tư duy giải

+ Mô hình dạng toán này khá đơn giản để giải quyết khi chúng ta có thể tách hỗn hợp ra thành $\left\{ \begin{align} & Fe \\ & Cu \\ & S \\ \end{align} \right.$ sau đó vận dụng linh hoạt các định luật bảo toàn (thường là BTE và bảo toàn nguyên tố).

+ Với sản phẩm khử SO2 ta tư duy là S (của hỗn hợp) sẽ nhường 6e để tạo thành SO42- còn SO2 sinh ra là do quá trình SO42- $\xrightarrow{{}}$ SO2 (nhận 2e).

+ Chúng ta cũng nên xử lý bài toán bằng việc kết hợp các định luật bảo toàn với kỹ thuật điền số điện tích.

B. Ví dụ minh họa

CÂU 1: Hòa tan 47,04 gam hỗn hợp X gồm CuS, FeS2 tỷ lệ mol 1:2 vào dung dịch H2SO4 (đặc, nóng) dư. Sau phản ứng thấy có a mol axit tham gia phản ứng. Giá trị của a là

A. 0,56.                  B. 0,98.                      C. 1,26.                     D. 2,8.

*** Định hướng tư duy giải

Ta có: $X\left\{ \begin{align} & {{n}_{CuS}}=0,14\left( mol \right) \\ & {{n}_{Fe{{S}_{2}}}}=0,28\left( mol \right) \\ \end{align} \right.$ $\xrightarrow{{}}\left\{ \begin{align} & {{n}_{C{{u}^{2+}}}}=0,14 \\ & {{n}_{F{{e}^{3+}}}}=0,28 \\ & \xrightarrow{BTDT}{{n}_{SO_{4}^{2-}}}=0,56\left( mol \right) \\ \end{align} \right.$

$\xrightarrow{BTE}{{n}_{S{{O}_{2}}}}=\frac{0,14.8+0,28.15}{2}=2,66\left( mol \right)$

$\xrightarrow{BTNT.S}0,14+0,14.2+a=0,56+2,66\xrightarrow{{}}a=2,8\left( mol \right)$

*** Giải thích tư duy

Ở bài toán này tôi đã sử dụng tư duy điền số điện tích. Vì axit có dư nên muối cuối cùng có trong dung dịch phải là muối Cu2+ và Fe3+. Trong phương trình BTE thì ta cho S nhường 6e.


CÂU  2: Hòa tan 11,2 gam hỗn hợp X gồm Cu, CuS, Cu2S và CuS2 vào dung dịch H2SO4 (đặc, nóng) dư. Sau phản ứng thấy có a mol axit tham gia phản ứng và thu được 0,45 mol khí SO2. Giá trị của a là

A. 0,63.                  B. 0,38.                      C. 0,54.                     D. 0,46.

*** Định hướng tư duy giải:

$\xrightarrow{BTNT.H}{{n}_{{{H}_{2}}O}}=a$$\xrightarrow{{}}{{n}_{{{H}_{2}}S{{O}_{4}}}}=a$

Ta có: $11,2\left\{ \begin{align} & Cu:x \\ & S:y \\ \end{align} \right.$ $\xrightarrow{{}}\left\{ \begin{align} & 64x+32y=11,2 \\ & \xrightarrow{BTNT.S}y+a=x+0,45 \\ & \xrightarrow{BTNT.O}4a=4x+a+0,45.2 \\ \end{align} \right.$$\xrightarrow{{}}\left\{ \begin{align} & x=0,12 \\ & y=0,11 \\ & a=0,46 \\ \end{align} \right.$

*** Giải thích tư duy:

Ở đây tôi đưa ra hướng xử lý bài toán này bằng BTNT.S và BTNT.O. Ban đầu S có trong hỗn hợp X và H2SO4 sau đó chạy vào trong khí SO2 và muối CuSO4. Còn Oxi có trong axit sẽ chạy vào muối, khí và H2O.


Trên đây là trích một phần lý thuyết. Để xem đầy đủ Phương Pháp Giải Nhanh Bài Tập (Lý thuyết, Bài tập, Hướng dẫn giải), bạn có thể tải file bên dưới.