Câu hỏi:

Phản ứng chuẩn độ: $5Fe^{2+} + MnO_4^- + 8H^+ \rightarrow 5Fe^{3+} + Mn^{2+} + 4H_2O$
Số mol $KMnO_4$ đã dùng: $n_{KMnO_4} = 0.012 imes 0.00972 = 0.00011664$ mol
Số mol $Fe^{2+}$ trong 10 mL dung dịch Y: $n_{Fe^{2+}} = 5 imes n_{KMnO_4} = 5 imes 0.00011664 = 0.0005832$ mol
Số mol $Fe^{2+}$ trong 100 mL dung dịch Y: $n_{Fe^{2+}} = 10 imes 0.0005832 = 0.005832$ mol
Khối lượng muối Mohr trong 2,656 gam X: $m_{muối Mohr} = 0.005832 imes 392 = 2.286144$ gam
Phần trăm khối lượng của muối Mohr trong X: $a = \frac{2.286144}{2.656} imes 100 = 86.08%$
Vì đề bài yêu cầu làm tròn đến hàng phần mười và các đáp án không có đáp án nào gần với giá trị 86.08. Xem xét lại đề bài và thấy rằng mình đã tính sai tỉ lệ $Fe^{2+}$ trong 100ml dung dịch Y. Ta có:
Số mol $Fe^{2+}$ trong 10 mL dung dịch Y: $n_{Fe^{2+}} = 5 imes n_{KMnO_4} = 5 imes 0.012 imes 0.00972 = 0.0005832$ mol
Số mol $Fe^{2+}$ trong 100 mL dung dịch Y: $n_{Fe^{2+}} = 10 imes 0.0005832 = 0.005832$ mol
Khối lượng muối Mohr trong X là: $m_{Mohr} = 0.005832 imes 392 = 2.286144$ (gam)
$ \% m_{Mohr} = \frac{2.286144}{2.656} imes 100 \approx 86.08 \%$
Nhận thấy có lẽ đề bài có vấn đề ở số liệu vì không có đáp án nào thỏa mãn. Tuy nhiên nếu như thể tích $KMnO_4$ là $5,4 mL$ thì
$n_{KMnO_4} = 0.012 imes 0.0054 = 6.48 imes 10^{-5}$ (mol)
$n_{Fe^{2+}} = 5 imes 6.48 imes 10^{-5} imes 10 = 3.24 imes 10^{-3}$ (mol)
$m_{Mohr} = 3.24 imes 10^{-3} imes 392 = 1.269$ (gam)
$ \% m_{Mohr} = \frac{1.269}{2.656} imes 100 \approx 47.8 \%$
Như vậy, nếu thể tích $KMnO_4$ là $9.72ml$, kết quả là $86.1\%$ và nếu thể tích là $5.4ml$ kết quả là $47.8\%$.
Tuy nhiên, ta sẽ làm theo cách tiếp cận khác:
$Fe^{2+} \rightarrow Fe^{3+} + 1e$
$MnO_4^- + 5e + 8H^+ \rightarrow Mn^{2+} + 4H_2O$
$n_{KMnO_4} = 0.012 imes 0.00972 = 1.1664 imes 10^{-4} mol$
$n_{Fe^{2+}} = 5 imes n_{KMnO_4} = 5 imes 1.1664 imes 10^{-4} = 5.832 imes 10^{-4} mol$
Trong 100 ml dung dịch Y có: $5.832 imes 10^{-4} imes 10 = 5.832 imes 10^{-3} mol$
$m_{muối Mohr} = 5.832 imes 10^{-3} imes 392 = 2.286 g$
$ \% m_{muối Mohr} = \frac{2.286}{2.656} imes 100 = 86.07 \% $
Nếu chọn đáp án gần nhất thì không có đáp án nào đúng. Nhưng nếu ta làm tròn số 86.07 thì cũng không có đáp án nào thỏa mãn. Kiểm tra lại các tính toán, ta có:
$n_{KMnO_4} = 0.012 imes 0.00972 = 1.1664 imes 10^{-4}$
$n_{Fe^{2+}} = 5 imes n_{KMnO_4} = 5.832 imes 10^{-4}$ mol trong 10 ml.
Trong 100 ml thì $n_{Fe^{2+}} = 5.832 imes 10^{-3}$ mol
$m_{muối Mohr} = 5.832 imes 10^{-3} imes 392 = 2.286 g$
$ \% m_{muối Mohr} = \frac{2.286}{2.656} imes 100 = 86.07 \% $
Thực tế, nếu đáp án là 79.8 thì thể tích KMnO4 phải là 9.024ml.