Câu hỏi:
2 năm trước
Cho m gam hỗn hợp X gồm Fe, Fe3O4 và Fe(NO3)2 tan hết trong 320 ml dung dịch KHSO4 1M. Sau phản ứng thu được dung dịch Y chứa 59,04g muối trung hòa và 896 ml NO (sản phẩm khử duy nhất của N+5, ở dktc). Y phản ứng vừa đủ với 0,44 mol NaOH. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Phầm trăm khối lượng của Fe(NO3)2 trong X có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây?
Trả lời bởi giáo viên
Đáp án đúng: a
nNO = 0,04 mol
Gọi số mol Fe, Fe3O4, Fe(NO3)2 lần lượt là a, b, c
Vì sau phản ứng chỉ chứa muối trung hòa nên H+ (HSO4-) hết theo các quá trình sau :
2H+ + O → H2O
4H+ + NO3- + 3e → NO + 2H2O
=> 8b + 0,16 = nH+ = 0,32 mol => b = 0,02 mol
Trong Y : Bảo toàn nguyên tố : nNO3 = 2c – nNO3 pứ = 2c – 0,04
\({{n}_{{{K}^{+}}}}={{n}_{SO_{4}^{2-}}}~\)= 0,32 mol
Gọi x, y lần lượt là số mol Fe2+ và Fe3+ trong Y
Bảo toàn điện tích : \(2{{n}_{F{{e}^{2+}}}}~+3{{n}_{F{{e}^{3+}}}}~+{{n}_{{{K}^{+}}~}}={{n}_{NO_{3}^{-}}}~+2{{n}_{SO_{4}^{2-}}}\)
=> 2x + 3y + 0,32 = 2c – 0,04 + 0,32.2
=> 2x + 3y = 2c + 0,28 (1)
Có : \({{n}_{NaOH}}=2{{n}_{F{{e}^{2+}}}}+3{{n}_{F{{e}^{3+}}}}\) => 0,44 = 2x + 3y (2)
Từ (1) và (2) => c = 0,08 mol
\({{m}_{Y}}~={{m}_{NO_{3}^{-}}}~+\text{ }{{m}_{{{K}^{+}}}}+{{m}_{F{{e}^{2+}}}}+{{m}_{F{{e}^{3+}}}}+{{m}_{SO_{4}^{2-}}}\)
=> 59,04 = 62.(2c - 0,04) + 0,32.39 + 0,32.96 + 56x + 56y
=> x + y = 0,15 mol (3)
Bảo toàn Fe : a + 3b + c = 0,15
=> a = 0,01
=> \({{m}_{X}}~={{m}_{Fe}}~+{{m}_{F{{e}_{3}}{{O}_{4}}}}~+{{m}_{Fe{{\left( N{{O}_{3}} \right)}_{2}}}}=19,6\,(gam)\)
=> \(\%{{m}_{Fe{{\left( N{{O}_{3}} \right)}_{2}}}}~=73,47\%\)
Hướng dẫn giải:
- Bảo toàn nguyên tố
- Bảo toàn điện tích
Gọi số mol Fe, Fe3O4, Fe(NO3)2 lần lượt là a, b, c
2H+ + O → H2O
4H+ + NO3- + 3e → NO + 2H2O
=> b
Trong Y : Bảo toàn nguyên tố : nNO3 = 2c – nNO3 pứ
+) \({{n}_{{{K}^{+}}}}={{n}_{SO_{4}^{2-}}}~\)
Gọi x, y lần lượt là số mol Fe2+ và Fe3+ trong Y
Bảo toàn điện tích : \(2{{n}_{F{{e}^{2+}}}}~+3{{n}_{F{{e}^{3+}}}}~+{{n}_{{{K}^{+}}~}}={{n}_{NO_{3}^{-}}}~+2{{n}_{SO_{4}^{2-}}}\) => PT (1)
+) \({{n}_{NaOH}}=2{{n}_{F{{e}^{2+}}}}+3{{n}_{F{{e}^{3+}}}}\) => PT (2)
Từ (1) và (2) => c
+) \({{m}_{Y}}~={{m}_{NO_{3}^{-}}}~+\text{ }{{m}_{{{K}^{+}}}}+{{m}_{F{{e}^{2+}}}}+{{m}_{F{{e}^{3+}}}}+{{m}_{SO_{4}^{2-}}}\) => PT (3)
=> x và y
Bảo toàn Fe => a
+) \({{m}_{X}}~={{m}_{Fe}}~+{{m}_{F{{e}_{3}}{{O}_{4}}}}~+{{m}_{Fe{{\left( N{{O}_{3}} \right)}_{2}}}}\)
