Để m gam bột Fe ra ngoài không khí thu được 12,8 gam hỗn hỗn gồm 4 chất rắn (FeO; Fe2O3; Fe3O4 và Fe dư). Hoà tan hoàn hoàn toàn 4 chất rắn này trong dung dịch HNO3 lấy dư 10% thấy thoát ra một khí không màu, hoá nâu trong không khí có thể tích 2,24 lit (ở đktc). Tính m và nHNO3 đã dùng.

$\text{Quy hỗn hợp 4 chất rắn thành Fe,O}$

$\text{Ta có : 56x+16y=12,8  (1)}$

$\text{Khí không màu hóa nâu trong không khí là NO}$

$\text{n$_{NO}$=2,24:22,4=0,1(mol)}$

$\text{Ta có quá trình oxi hóa khử :}$

$\text{Fe→Fe$^{+3}$+3e}$

$\text{x          → 3x  (mol)}$

$\text{O+2e→O$^{-2}$}$

$\text{y→2y  (mol)}$

$\text{_____________________}$

$\text{N$^{+5}$+3e→N$^{+2}$}$

$\text{_      0,3 ←0,1(mol)}$ 

$\text{Bảo toàn e : 3x-2y=0,3 (2)}$

$\text{Từ (1) và (2) ⇒x=0,19}$

$\text{y=0,135}$

$\text{⇒m=0,19.56=10,64(g)}$

$\text{⇒n$_{HNO_3}$=4.n$_{NO}$=4.0,1=0,4(mol)}$

$\text{⇒n$_{HNO_3 dùng}$=0,4:10%=4(mol)}$

Đáp án:

Giải thích các bước giải:

Quy đổi hỗn hợp thành Fe và O

Sơ đồ p/ứ:

$Fe+O_2→ \begin{cases} Fe^0:x\\O^0:y\\ \end{cases}+HNO_3→\begin{cases} \begin{cases} Fe^{3+}\\NO_3^{-}\\H_2O^{2-} \end{cases}\\NO:0,1(mol)\\ \end{cases}$

Phương trình khối lượng:

$56x+16y=12,8(g)$ (1)

Bảo toàn e:

$3x=2y+3.0,1$ (2)

Từ (1)(2), ta có:

$x=0,19(mol), y=0,135(mol)$

$→m_{Fe}=0,19.56=10,64(g)$

Bảo toàn e:

$n_{HNO_3}=4n_{NO}=0,4(mol)$

$n_{HNO_3p/ứ}=\dfrac{0,4}{10\%}=4(mol)$