Giải bài tập SGK Hóa 12 Nâng cao Bài 52: Chuẩn độ oxi hóa- khử bằng phương pháp pemanganat

Để xác định hàm lượng của FeCO₃ trong quặng xiđerit, người ta làm như sau: Cân 0,6 gam mẫu quặng, chế hóa nó theo một quy trình hợp lí, thu được dung dịch FeSO₄ trong môi trường H₂SO4 loãng. Chuẩn độ dung dịch thu được bằng dung dịch chuẩn KMnO₄ 0,025M thì dùng vừa hết 25,2 ml dung dịch chuẩn thu được.Thành phần phần trăm theo khối lượng của FeCO₃ trong quặng là

A. 12,18%

B.  60,9%

C.  24,26%

D.  30,45%

Phương pháp giải

• Bước 1: Tính n_KMnO4 viết phương trình hóa học.
• Bước 2: Tính n_FeSO4 = 5.n_KMnO4  = n_Fe²⁺ = n_FeCO3
• Bước 3: Tính khối lượng, suy ra phần trăm theo khối lượng của FeCO₃ trong quặng.

Hướng dẫn giải

Ta có:

n_KMnO4 = 0,025 . 0,0252 = 6,3.10^-4 (mol)

Phản ứng chuẩn độ:

10FeSO₄ + 2KMnO₄ + 8H₂SO₄ → 5Fe₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 8H₂O

n_FeSO4 = 5.n_KMnO4 = 3,15.10^-3 mol = n_Fe²⁺ = n_FeCO3

⇒ m_FeCO3 = 3,15.10^-3 . 116 = 0,3654 gam.

%m_FeCO3 = (0,3654 / 0,6).100% = 60,9%

Đáp án cần chọn là B.

Trình bày nguyên tắc phép đo pemanganat xác định nồng độ của:

a. Dung dịch FeSO₄

b. Dung dịch H₂O₂.

Phương pháp giải

Để trả lời các câu hỏi trên cần nắm rõ nguyên tắc  phép đo pemanganat xác định nồng độ của dung dịch FeSO₄ và dung dịch H₂O₂.

Hướng dẫn giải

Câu a: Nguyên tắc phép đo penmanganat xác định nồng độ của FeSO₄

Dựa vào phản ứng oxi hóa khử:

MnO₄^- + 5Fe²⁺ + 8H⁺ → Mn²⁺ + 5Fe³⁺ + 4H₂O

Xác định điểm cuối nhờ sự xuất hiện màu hồng nhạt khi có dư một giọt KMnO₄.

Câu b: Nguyên tắc phép đo penmanganat xác định nồng độ của H₂O₂

Dựa vào phản ứng oxi hóa khử:

2MnO₄^- + 5H₂O₂ + 6H⁺ → 2Mn²⁺ + 5O₂ + 8H₂O

Xác định điểm cuối nhờ sự xuất hiện màu hồng nhạt khi có dư một giọt  KMnO₄.

Cho dung dịch A chứa hỗn hợp FeSO₄ và Fe₂(SO₄)₃ trong môi trường H₂SO₄ loãng. Lấy 25,00 ml A rồi chuẩn độ bằng dung dịch KMnO₄ 0,025 M thì hết 18,15 ml dung dịch đó. Lại lấy 25,00 ml A nữa rồi thêm vào đó lượng dư dung dịch NH₃, lọc, rửa kết tủa, nung kết tủa trong không khí ở nhiệt độ cao đến khi khối lượng không đổi, cân được 1,2 gam.

a. Viết các phương trình hóa học.

b. Tính nồng độ mol của các muối sắt.

Phương pháp giải

• Bước 1: Viết phương trình, cân bằng phương trình hóa học.
• Bước 2: n_FeSO4 = 5n_KMnO4 =? Suy ra nồng độ C_M FeSO4 
• Bước 3: Tính tổng số mol  n_Fe2O3 , tính toán suy ra n_Fe2O3 (5) = n_Fe2(SO4)3 (3)
• Bước 4: Tính nồng độ mol của muối  Fe₂(SO₄)₃

Hướng dẫn giải

Câu a

Các phương trình hóa học:

10FeSO₄ + 2KMnO₄ + 8H₂SO₄ → 5Fe₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 8H₂O    (1)

FeSO₄ + 2NH₃ + 2H₂O → Fe(OH)₂ + (NH₄)₂SO₄    (2)

Fe₂(SO₄)₃ + 6NH₃ + 6H₂O → 2Fe(OH)₃ + 3(NH₄)₂SO₄    (3)

4Fe(OH)₂ + O₂ → 2Fe₂O₃ + 4H₂O  (4)

2Fe(OH)₃ → Fe₂O₃ + 3H₂O   (5)

Câu b

Theo (1) n_KMnO4 = 0,025 . 0,01815 = 4,5375.10^-4 mol

n_FeSO4 = 5n_KMnO4 = 2,26875 . 10^-3 mol

→ C_M FeSO4 = \(\frac{{\;2,26875.{\rm{ }}{{10}^{ - 3}}}}{{0,025}} = 0,09M\)

Theo (2), (4):

\({n_{F{e_2}{O_3}}}\,(4) = \frac{{2,26875.{\rm{ }}{{10}^{ - 3}}}}{2} = 1,{134.10^{ - 3}}\) mol

Tổng n_Fe2O3 = 1,2 / 160 = 7,5.10^-3 mol

n_Fe2O3 (5) = 7,5.10^-3 – 1,134.10^-3 = 6,366.10^-3 mol = n_Fe2(SO4)3 (3)

\({C_M}_{F{e_2}{{(S{O_4})}_3}} = \frac{{6,{{366.10}^{ - 3}}}}{{0,025}} = 0,255M\)

Vậy nồng độ mol của muối FeSO₄ và Fe₂(SO₄)₃ là 0,09 M và 0,255 M.