III. Bài tập xác định công thức và cấu tạo chất
4. Bài tập phân tích định lượng bằng cromat, pemanganat
Bài 49: Đun nóng chảy 5 gam mẫu chứa Cr2O3, cịn lại là tạp chất trơ với Na2O2 có mặt hơi nước để oxi hóa hết Cr2O3 thành Na2CrO4. Cho khối nóng chảy vào nước, đun sơi để phân hủy hêt Na2O2. Thêm H2SO4 loãng đến rất dư vào hỗn hợp thu được dung dịch A có màu vàng cam. Cho 100 ml dung dịch FeSO4 1M vào A. Lượng FeSO4 (dư) phản ứng hế với 5,0 ml dung dịch KMnO4 1M. Viết các phương trình phản ứng xảy ra và tính % khối lượng của Crom trong mẫu ban đầu.
Giải
Phản ứng nung quặng:
Phản ứng phân hủy Na2O2: 2Na2O2 + 2H2O4NaOH + O2. Axit hóa dung dịch: NaOH + H2SO4Na2SO4 + H2O
2Na2CrO4 + H2SO4Na2Cr2O7 + Na2SO4 + H2O Dung dịch A + FeSO4:
Na2Cr2O7 + 6FeSO4 + 7H2SO43Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 (hay Cr2O72-
Phản ứng giữa Fe2+ (dư) với KMnO4:
5Fe2+ + MnO4- + 8H+ 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O Dễ dàng tính được % mCr = 26%.
Bài 50: Để xác định hàm lượng crom và sắt trong một mẫu gồm Cr2O3 và Fe2O3. Người ta nung nóng chảy 1,98 gam mẫu với Na2O2 để oxi hóa Cr2O3 thành CrO42-. Cho khối đã nung chảy vào nước và đun sơi để phân hủy hết Na2O2. Thêm H2SO4 lỗng đến dư vào hỗn hợp thu được dung dịch có màu vàng cam rồi pha loãng thành 100 ml (dung dịch A). Cho KI (dư) vào 10ml A, lượng I3-
giải phóng phản ứng hết với 10,5ml dung dịch Na2S2O3 0,4M. Nếu cho dung dịch NaF dư vào 10 ml dung dịch A rồi nhỏ tiếp KI đến dư thì lượng I3- giải phòng ra chỉ phản ứng hết với 7,5 ml dung dịch Na2S2O3 0,4M.
a. Viết phương trình phản ứng xảy ra.
b. Giải thích vai trị của dung dịch NaF.
c. Tính thành phần % theo khối lượng mỗi chất trong mẫu ban đầu.
Giải
a. Các phương trình phản ứng Phản ứng nung quặng:
Cr2O3 + 3Na2O2 + H2O2Na2CrO4 + 2NaOH Phản ứng phân hủy Na2O2:
2Na2O2 + 2H2O4NaOH + O2.
Axit hóa hỗn hợp: NaOH + H2SO4Na2SO4 + H2O
2Na2CrO4 + H2SO4Na2Cr2O7 + Na2SO4 + H2O Fe2O3 + 3H2SO4 Fe2(SO4)3 + 3H2O Dung dịch A + KI dư: Cr2O72- + 14H+ + 9I-2Cr3+ + 3I3- + 7H2O 2Fe3+ + 3I-2Fe2+ + I3- Chuẩn độ I3- bằng Na2S2O3: I3- + 2S2O32-3I- + S4O62-
Nếu cho NaF dư vào dung dịch A trước khi thêm KI sẽ có phản ứng: Fe3+ + 3F-FeF3
Do đó khơng có phản ứng (7)
b. Vai trò của NaF: tạo phức với Fe3+ để “che” ion Fe3+ khi chuẩn độ riêng Cr2O72-.
c. Thầy cơ và các em học sinh tự tính.
Bài 51: Đun nhẹ K2CrO4 với lượng dư C2H2O4 và K2C2O4. Cô cạn được tinh thể màu xanh A. Đun nóng 2,344 gam A ở 2000C thu được 2,164 gam chất rắn khan B. Hịa tan B vào H2SO4 lỗng, dung dịch thu được đem chuẩn độ bằng KMnO4 0,15 M thấy tiêu
tốn 40 ml. Khi thêm H2O2 và KOH vào 2,344 gam A được cặn rắn màu vàng. Hòa tan cặn rắn trong H2SO4 loãng rồi thêm KI dư, lượng iot sinh ra được chuẩn độ bằng dung dịch Na2S2O3 0,5 M thấy hết 30 ml.
Xác định A và viết các phương trình phản ứng.
Bài 52: Hoà tan 5,94 gam hỗn hợp kali đicromat (K2Cr2O7) và tinh thể natri đicromat (Na2Cr2O7.2H2O) vào nước thành một lít dd (dd A). Thêm 50 ml dd FeSO4 0,102M vào 25 ml dd A, sau đó thêm lượng dư dd H2SO4 loãng vào. Để chuẩn độ lượng FeSO4 dư cần dùng 16,8 ml dd KMnO4 a M. Để xác định nồng độ dd KMnO4 a M người ta dùng natri oxalat. 26,4 ml dd KMnO4 a M tác dụng vừa đủ với 0,2211 gam natri oxalat (trong mơi trường axit H2SO4).
a. Tính hàm lượng phần trăm K2Cr2O7, Na2Cr2O7 trong mẫu ban đầu.
b. Hỏi 5,94 gam hỗn hợp ban đầu có thể oxi hố được bao nhiêu gam rượu etylic thành anđehit (hiệu suất phản ứng là 100%). Tại sao phải chưng cất ngay anđehit ra khỏi hỗn hợp phản ứng?
Bài 53: ( Trích đề thi olympic Áo 1999)
Lượng oxi trong mẫu được xác định bằng phép phân tích iot như sau (phương pháp Winkler):
Bước 1: Oxi trong dung dịch oxi hố Mn2+ thành Mn(IV) trong mơi trường kiềm tạo thành MnO(OH)2.
Bước 2: Thêm axit vào hợp chất của mangan nói trên phản ứng với lượng dư Mn2+ tạo thành ion Mn3+.
Bước 3: Ion Mn3+ này oxi hóa thuốc thử iodua tạo thành iot và Mn3+ bị khử thành Mn2+. Bước 4: Lượng iot sinh ra trong bước 3 được chuẩn độ bằng dung dịch thiosunfat.