[TEX]FeS ----> Fe^{+3} + S^{+4} +7e[/TEX]
x.............. x...........x...... 7x
[TEX]FeS_2 ---> Fe^{+3} + 2S^{+4} + 11e[/TEX]
y.................... y............. 2y............ 11y
[TEX]CuS ----> Cu^{+2} + S^{+4} +6e[/TEX]
z.................. z.............z........... 6z
[TEX]S^{+6} +2e ----> S^{+4}[/TEX]
Bảo toàn electron:
[TEX]n_{H_2SO_4}[/TEX] = [TEX]\frac{3}{2.x}[/TEX] + [TEX]\frac{3}{2.y}[/TEX] +z + [TEX]\frac{1}{2}[/TEX].( 7x + 11y +6z) = 0,33 ( mol) (1)
[TEX]n_{SO_2}[/TEX] = x + 2y + z + [TEX]\frac{1}{2}[/TEX] . ( 7x + 11y + 6z) = 0,325 ( mol) (2)
dd Y có :[TEX] Fe^{3+}[/TEX] ( x+y) mol ; [TEX]Cu^{2+}[/TEX] z mol
cho Fe vào dd Y
[TEX]Fe + 2Fe^{3+} ----> 3Fe^{+2}[/TEX]
[TEX]\frac{1}{2}[/TEX].(x+y) x+y [TEX]\frac{3}{2}[/TEX].(x+y)
[TEX]Fe + Cu^{+2} ------> Fe^{+2} + Cu^{+2}[/TEX]
z......... z........................z
m ( thanh sắt giảm) = m Fe phản ứng - m Cu = 56. [TEX]\frac{x+y}{2 +z}[/TEX] - 64z = 0,52 (3)
Từ (1), (2), (3) ----> x=0,02; y=0,01; z=0,04
---->[TEX]n_{Fe^{+2}}[/TEX] = 0,085 mol ( ddZ)
cho Z vào HNO3 đặc nóng thì tạo muối [TEX]Fe^{+3} [/TEX]= 0,085 mol , 0,085 mol [TEX]SO4^{2-}[/TEX]
Để muối tạo ra là lớn nhất thì ưu tiên tạo muối [TEX]NO_3^-[/TEX]
[TEX]Fe^{2+} + 2H^+ + NO_3- ----> Fe^{3+} + NO_2 + H_2O[/TEX]
----> [TEX]m_{max}[/TEX] = 20,57 gam