Cho hơi nước đi qua than nóng đỏ, thu được hỗn hợp X gồm CO2, CO, H2, H2O có tỉ khối đối với H2 là 7,8. Dẫn X đi qua ống sứ chứa 0,12 mol hỗn hợp gồm Fe2O3, MgCO3, CuO nung nóng, thu được chất rắn Y và hỗn hợp khí và hơi Z. Hấp thụ toàn bộ Zbằng dung dịch Ca(OH)2 dư, thu được 9 gam kết tủa, đồng thời khối lượng dung dịch giảm 3,15 gam. Hòa tan hết Y bằng 104 gam dung dịch HNO3 31,5%, thu đươc dung dịch T chỉ chứa các muối và 1,792 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất của N+5 ; ở đktc). Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Nồng độ phần trăm của Fe(NO3)3 trong dung dịch T là A. 17,14%. B. 18,16%. C. 18,71%. D. 17,21%

Đáp án:

 A. 17,14%

Giải thích các bước giải:

 $C+H_2O\to CO,CO_2,H_2,H_2O (M=15,6) \\CO,CO_2,H_2,H_2O\xrightarrow{+0,12\ mol\ Fe_2O_3;MgCO_3;CuO}Y+Z\begin{cases}CO_2\\H_2O\end{cases}$

+/ Cho Z tác dụng với $Ca(OH)_2$ dư, ta có: $n_{CO_2}=n_↓=0,09\ mol\\m_{dd\ giảm}=m_↓-(m_{CO_2}+m_{H_2O})⇒n_{H_2O}=0,105\ mol$

Ta thấy, sau khi cho hơi nước qua than nóng đỏ,$n_X=n_{CO_2}+n_{CO}+n_{H_2}+n_{H_2O}$

BT C: $n_C=n_{CO_2}+n_{CO}$

BTH: $n_{H_2}+n_{H_2O}=n_{H_2O\ ban\ đầu}$

$⇒n_{C}+n_{H_2O}=n_X$.

Mặt khác: $m_C+m_{H_2O}=m_X⇒M_{hh\ đầu}=M_X=15,6$

BT H, ta có: $n_{H_2O}=0,105$, $M_{hh\ đầu}=15,6⇒n_{C}=0,07\ mol$

+/ Bt e cho cả quá trình, ta có: 

$C\to C^{+4}+4e\\0,07\hspace{1,5cm}0,28\\N^{+5}+3e\to N^{+2}\\\hspace{1cm}0,24\hspace{0,6cm}0,08$ 

Thấy: $0,28>0,24 ⇒$ Cần thêm quá trình nhận e

$⇒Fe^{+3}+1e\to Fe^{+2}\\\hspace{1,5cm}0,04\hspace{0,6cm}0,04$

Vậy dd T có chứa 0,04 mol $Fe(NO_3)_2$ 

+/ BT C: $n_{CO_2\ trong\ Z}=n_{C}+n_{MgCO_3}⇒n_{MgCO_3}=0,02\ mol$ 

$⇒n_{Mg(NO_3)_2}=0,02\ mol$

+/ Gọi số mol $Fe(NO_3)_3;Cu(NO_3)_2$ trong dd T lần lượt là: x;y.

⇒'$n_{Fe_2O_3}=\dfrac{0,04+x}{2}, n_{CuO}=y$

BT N: $n_{NO^-_3}=n_{HNO_3}-n_{NO}=0,44$

⇒ $3x+2.0,02+2.0,04+2y=0,44⇒3x+2y=0,32$

+/ Theo đề bài:

$0,12=\dfrac{0,04+x}{2}+0,02+y=0,12⇒x+2y=0,16⇒x=0,08; y=0,04$

⇒ dd T chứa 0,08 mol $Fe(NO_3)_3$

+/ Ta cũng có:

$m_X+m_{Fe_2O_3;MgCO_3;CuO}=m_Y+m_Z\\⇒m_Y=0,07.12+0,105.18+0,06.160+0,02.84+0,04.80-0,09.44-0,105.18=11,36$

BTKL: $m_{dd\ T}=11,36+104-0,08.30=112,96$

$⇒C\%_{Fe(NO_3)_3}=\dfrac{0,08.242}{112,96}.100\%=17,14\%$