Cho m gam hỗn hợp X gam Zn, Fe và Mg vào dung dịch HCl dư thu được dung dịch Y. Thêm tiếp KNO3 dư vào dung dịch Y thì thu được 0,672 lít khí NO duy nhất (đktc, sản phẩm khử duy nhất). Khối lượng sắt có trong m gam hỗn hợp X là:
Hồn hợp X tác dụng với HCl thu được hỗn hợp Y có ZnCl2, FeCl2, MgCl2 và HCl dư. Khi thêm tiếp KNO3 dư sẽ xảy ra phản ứng oxi hóa Fe2+ thành Fe3+ tạo khí NO.
Gọi số mol Fe là a => số mol Fe2+ cũng bằng a
Xét phản ứng oxi hóa Fe2+ thành Fe3+ bằng NO3- trong môi trường H+ :
$\begin{gathered} {\text{F}}{{\text{e}}^{2 + }}{\text{ - 1 e }} \to {\text{ F}}{{\text{e}}^{3 + }} \hfill \\ a mol \,\,\,\,\,\,\, \, a mol \,\,\,\,\,\, a mol \hfill \\\end{gathered} $
$\Rightarrow {{\text{n}}_{e cho}}\text{ = a mol}$
$\begin{gathered} {{\text{N}}^{ + 5}}{\text{ - 3e }} \to {\text{ }}{{\text{N}}^{ + 2}}{\text{ }} \hfill \\ {\text{ }}\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,{\text{0,09 0,03 mol}} \hfill \\ \Rightarrow \sum {{{\text{n}}_{e\,nhận }}{\text{ }}} {\text{ = 0,09 mol}} \hfill \\ \end{gathered} $
Áp dụng định luật bảo toàn e ta có:
${{\text{n}}_{\text{F}{{\text{e}}^{\text{2+}}}}}\text{= a = 0,09mol }\Rightarrow {{\text{m}}_{\text{Fe}}}=56.0,09=5,04gam$
Hòa tan 11,6 gam hỗn hợp A gồm Fe và Cu vào 87,5 gam dung dịch HNO3 50,4%, sau khi kim loại tan hết thu được dung dịch X (không có NH4+) và V lít (đktc) hỗn hợp khí B (gồm 2 chất có tỉ lệ mol 3 : 2). Cho 500 ml dung dịch KOH 1M vào dung dịch X thu được kết tủa Y và dung dịch Z. Lọc lấy Y rồi nung nóng trong không khí đến khối lượng không đổi thu được 16 gam chất rắn. Cô cạn dung dịch Z được chất rắn T. Nung T đến khối lượng không đổi thu được 41,05 gam chất rắn. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Nồng độ phần trăm của Fe(NO3)3 trong X là
nHNO3 = 0,7 mol; nKOH = 0,5 mol
Gọi nFe = x mol; nCu = y mol => mhh A = 56x + 64y = 11,6 (1)
Hòa tan hết kim loại bằng dung dịch HNO3 => X có Cu(NO3)2, có thể Fe(NO3)3 và Fe(NO3)2 và có thể HNO3 dư
=> kết tủa Y nung trong không khí đến khối lượng không đổi thu được CuO và Fe2O3
=> mCuO + mFe2O3 = 80x + 80y = 16 (2)
Từ (1) và (2) => x = 0,15; y = 0,05
Cô cạn Z thu được rắn T có KNO3 và có thể có KOH dư
+ Nếu T không có KOH thì nKNO2 = nKOH = 0,5 mol
=> mKNO2 = 85.0,5 = 42,5 > 41,05 => loại TH này
=> T có KOH dư
Ta có : nKNO2 + nKOH dư = 0,5 mol
Và 85.nKNO2 + 56.nKOH dư = 41,05
=> nKNO2 = 0,45 mol; nKOH dư = 0,05 mol
+) Nhận thấy nếu HNO3 dư thì X gồm Fe(NO3)3 0,15 mol và Cu(NO3)2 : 0,05 mol và HNO3 dư
=> nNO3 trong X = 3.0,15 + 2.0,05 = 0,55 mol > 0,45 mol
=> dung dịch X chứa Fe(NO3)2, Fe(NO3)3, Cu(NO3)2: 0,05 mol
$ \to \left\{ \begin{gathered} {n_{F{e^{2 + }}}} + {n_{F{e^{3 + }}}} = {n_{Fe}} = 0,15mol \hfill \\ 2{n_{C{u^{2 + }}}} + 2{n_{F{e^{2 + }}}} + 3{n_{F{e^{3 + }}}} = {n_{KN{O_3}}} = 0,45 \hfill \\ \end{gathered} \right. \to \left\{ \begin{gathered} {n_{F{e^{2 + }}}} = 0,1\,\,mol \hfill \\ {n_{F{e^{3 + }}}} = 0,05\,\,mol \hfill \\ \end{gathered} \right.$
Coi hỗn hợp khí X gồm N và O
Bảo toàn nguyên tố N: nN(B) = 0,7 – 0,45 = 0,25 mol
Bảo toàn e: $2{{n}_{F{{e}^{2+}}}}+3{{n}_{F{{e}^{3+}}}}+2{{n}_{C{{u}^{2+}}}}+2{{n}_{O}}=5{{n}_{N}}$
=> 2nO = 0,25.5 – 0,1.2 – 0,05.3 – 0,05.2 = 0,8 mol
=> nO = 0,4 mol
Khối lượng dung dịch sau phản ứng = 11,6 + 87,5 – 0,4.16 – 0,25.14 = 89,2 gam
=> C%Fe(NO3)3 = 0,05.242.100% / 89,2 = 13,56%
Hỗn hợp A gồm kim loại R (hóa trị I) và kim loại X (hóa trị II). Hòa tan 3 gam A vào dung dịch chứa HNO3 và H2SO4 thu được 2,94 gam hỗn hợp khí B gồm NO2 và SO2 (không còn sản phẩm khử khác). Biết VB = 1,344 lít (đktc). Khối lượng muối thu được là:
Gọi nNO2 = a mol; nSO2 = b mol
=> mB = 46a + 64b = 2,94 (1)
nB = a + b = 0,06 mol (2)
Từ (1) và (2) => a = 0,05; b = 0,01
Ta có: nNO3 = ne NO2 nhận = 0,05 mol
nSO4 = ne SO2 nhận / 2 = 0,01.2 / 2 = 0,01
Bảo toàn khối lượng: mmuối = mkim loại + mgốc NO3 + mgốc SO4 = 3 + 0,05.62 + 0,01.96 = 7,06
Cho 0,87 gam hỗn hợp gồm Fe, Cu, Al vào bình đựng 300 ml dung dịch H2SO4 0,1M. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 0,32 gam chất rắn và có 448 ml khí (đktc) thoát ra. Thêm tiếp vào bình 0,425 gam NaNO3 khi các phản ứng kết thúc thì thể tích khí NO (đktc, sản phẩm khử duy nhất) tạo thành và khối lượng muối trong dung dịch là
nH2SO4 = 0,03 mol và nH2 = 0,02 => axit dư, Al và Fe tan hết
=> chất rắn còn lại là Cu: nCu = 0,32 / 64 = 0,005
Ta có: 27nAl + 56nFe = 0,87 – 0,32 = 0,55
Bảo toàn e: 3nAl + 2nFe = 2nH2 = 0,04
=> nAl = 0,01 mol và nFe = 0,005 mol
Trong bình chứa Al3+ (0,01 mol); Fe2+ (0,005 mol), H+ (0,02 mol), SO42- (0,03 mol) và Cu (0,005 mol)
Khi thêm vào bình: nNaNO3= 0,005
Quá trình nhận electron của chất oxi hóa:
4H+ + NO3- + 3e → NO + 2H2O
0,02 → 0,005 → 0,015 → 0,005
Chất khử: ne cho = nFe2+ + 2nCu = 0,015
Vậy cả H+ và NO3- đều hết; Fe2+ và Cu phản ứng hết tạo ra Fe3+ và Cu2+
=> VNO = 0,005.22,4 = 0,112 lít
Trong dung dịch chứa Al3+, Fe3+, Cu2+ (tổng 0,87 gam); Na+ (0,005 mol); SO42- (0,03 mol)
=> mmuối = 3,865 gam
Cho hỗn hợp gồm 0,04 mol Al và 0,35 mol Fe tác dụng với dung dịch chứa hỗn hợp gồm Cu(NO3)2 và H2SO4, thu được 2,24 lít ( đktc) hỗn hợp hai khí ( gồm NO và H2), dung dịch chứa m gam muối và 10, 04 gam hỗn hợp hai kim loại ( trong đó kim loại mạnh hơn chiếm 80,88% khối lượng). Giá trị của m là
Sau phản ứng thu được hỗn hợp kim loại gồm Fe, Cu
=>mFe=10,04.80,88/100=8,12 gam; mCu=1,92 gam
=>nFe=0,145 mol; nCu=0,03 mol
=>nFe pu=0,35-0,145=0,205 mol; nCu(NO3)2=0,03 mol.
Đặt nNO=x; nH2=y; nNH4+=z (mol).
- Ta có: x+y=n khí=0,1 mol (1).
- BT e: 3nAl+2nFe=3nNO+2nH2+8nNH4++2nCu=>0,04.3+0,205.2=3x+2y+8z+2.0,03 (2)
- BTNT N: nNO3- bđ=nNO+nNH4+=>0,03.2=x+z(3)
Giải (1),(2),(3)=>x=0,03; y=0,07; z=0,03 mol.
Dung dịch muối gồm có: 0,04 mol Al3+; 0,205 mol Fe2+; 0,03 mol NH4+
BT điện tích =>nSO4 2-=(0,04.3+0,205.2+0,03.1)/2=0,28 mol.
=> m muối=0,04.27+0,205.56+0,03.18+0,28.96=39,98 gam.
