Cho 28 g hỗn hợp X gồm Fe, Fe3O4, CuO vào dd HCl, thu được 3,2 g một kim loại không tan, dung dịch Y chỉ chứa muối và 1,12 lít H2. Cho Y vào dd AgNO3 dư, thu được 132,85 g kết tủa. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Khối lượng của Fe3O4 trong X là A. 5,8 g. B. 14,5 g. C. 17,4 g. D. 11,6 g

Đáp án:

 D

Giải thích các bước giải:

\({m_{X{\text{ phản ứng}}}} = 28 - 3,2 = 24,8{\text{ gam}}\)

 Vì có kim loại không tan có Cu, muối thu được chỉ gồm \(FeC{l_2};CuC{l_2}\) với số mol lần lượt là x, y.

Cho Y tác dụng với bạc nitrat dư

\(FeC{l_2} + 3AgN{O_3}\xrightarrow{{}}Ag + 2AgCl + Fe{(N{O_3})_3}\)

\(CuC{l_2} + 2AgN{O_3}\xrightarrow{{}}Cu{(N{O_3})_2} + 2AgCl\)

Ta có: 

\({n_{AgCl}} = 2x + 2y;{n_{Ag}} = x \to 108x + 143,5.(2x + 2y) = 132,85{\text{ gam}}\)

Bảo toàn Cl: \({n_{HCl}} = 2x + 2y\)

Bảo toàn H: \({n_{{H_2}O}} = \frac{{2x + 2y - \frac{{1,12}}{{22,4}}.2}}{2} = x + y - 0,05\)

Bảo toàn O: \({n_{O\;{\text{trong X}}}} = {n_{{H_2}O}} = x + y - 0,05\)

Bảo toàn các nguyên tố kim loại:

\({n_{Fe{\text{ trong X phản ứng}}}} = x;{n_{Cu}} = y\)

\( \to 56x + 64y + 16.(x + y - 0,05) = 24,8{\text{ gam}}\)

Giải được: x=0,3; y=0,05.

Bảo toàn O: 

\({n_{Cu}} = \frac{{3,2}}{{64}} = 0,05 \to {n_{CuO{\text{ ban đầu}}}} = 0,05 + 0,05 = 0,1 \to {n_{F{e_3}{O_4}}} = \frac{{x + y - 0,05 - 0,1}}{4} = 0,05 \to {m_{F{e_3}{O_4}}} = 0,05.232 = 11,6{\text{ gam}}\)

Đáp án:

 D. 11,6 gam

Giải thích các bước giải:

Kim loại không tan là Cu (0,05 mol) nên dung dịch Y chứa FeCl₂ (u mol) và CuCl₂ (v mol)

Bảo toàn nguyên tố Cl ta có: n_AgCl = 2u + 2v mol

Áp dụng bảo toàn electron ta có: n_Ag = n_Fe2+ = u mol

Kết tủa thu được có AgCl và Ag → m_{kết tủa} = 143,5 (2u + 2v) + 108u = 132,85 gam (1)

Ta có: n_HCl = 2u + 2v mol và n_H2 = 0,05 mol

Bảo toàn nguyên tố H ta có: n_H2O = u + v – 0,05 mol → n_O = u + v – 0,05 mol

Ta có: m_X = m_Fe + m_Cu + m_O + m_{Cu dư} = 56u + 64v + 16.(u + v - 0,05) + 3,2  = 28 (2)

Giải hệ trên ta có: u = 0,3 và v = 0,05

Ta có: n_CuO = v + n_Cu = 0,1 mol

Bảo toàn nguyên tố O ta có n_Fe3O4 = 0,05 mol → m_Fe3O4 = 0,05.232 = 11,6 gam

Đáp án D