Đề bài

Một trong các phương pháp dùng để loại bỏ sắt trong nguồn nước nhiễm sắt là sử dụng lượng vôi tôi vừa đủ để tăng pH của nước nhằm kết tủa ion sắt khi có mặt oxi, theo sơ đồ phản ứng:

(1) Fe³⁺ + OH^- → Fe(OH)₃

(2) Fe²⁺ + OH^- + O₂ + H₂O → Fe(OH)₃

Một mẫu nước có hàm lượng sắt cao gấp 42 lần so với ngưỡng cho phép quy định là 0,30 mg/l (theo QCVN01-1:2018/BYT). Giả thiết sắt trong mẫu nước trên chỉ tồn tại ở hai dạng là Fe³⁺ và Fe²⁺ với tỉ lệ mol Fe³⁺ : Fe²⁺ = 1 : 3. Cần tối thiểu m gam Ca(OH)₂ để kết tủa hoàn toàn lượng sắt trong 8 m³ mẫu nước trên. Giá trị của m là

• A. 299,7
• B. 81,0
• C. 199,8
• D. 149,85

Phương pháp giải

Tính khối lượng của sắt có trong mẫu nước, sau đó tính số mol của từng ion Fe²⁺ và Fe³⁺.

Lời giải của GV Loigiaihay.com

(1) Fe³⁺ + 3OH^- → Fe(OH)₃

(2) 4Fe²⁺ + 8OH^- + O₂ + 2H₂O → 4Fe(OH)₃

n_Fe2+ + n_Fe3+ có trong 8m³ = 0,3.42.8/56 = 1,8 mol

Fe³⁺ : Fe²⁺ = 1 : 3 → n_Fe3+ = 0,45 và n_Fe2+ = 1,35

→ n_OH- = 3n_Fe3+ + 2n_Fe2+ = 4,05

→ n_Ca(OH)2 = 2,025 → m_Ca(OH)2 = 149,85 gam

Chọn D

Đáp án : D

Mở rộng

Phương pháp kết tủa dựa trên độ tan của hydroxide. Để loại bỏ các tạp chất chứa ion kim loại nặng có thể dùng OH^- để tạo kết tủa. Hoá chất Ca(OH)₂ rẻ tiền, dễ kiếm, phản ứng nhanh nên thường được sử dụng để làm sạch các mẫu nước.

Với các bài toán có số liệu, viết phương trình hoá học rồi dựa vào phương trình để tính số mol Ca(OH)₂.