Câu hỏi:
2 năm trước
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 và V lít (đktc) hỗn hợp khí B (gồm hai chất khí có tỉ lệ số 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 trong không khí đến khối lượng không đổi thu được 16,0 gam chất rắn. Cô cạn dung dịch Z thu 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)2 trong X là
Trả lời bởi giáo viên
Đáp án đúng: d
Nếu KOH phản ứng hết thì T chứa KNO2:
nKNO2 = nKOH = 0,5 mol => m chất rắn = 0,5.101 = 50,5 gam > 41,05 (g) (vô lí) => KOH dư
- Đặt T gồm: KOH dư (a mol) và KNO2 (b mol)
+ BTNT "K": nKOH = nKOH dư + nKNO2 => a + b = 0,5
+ m chất rắn = 56a + 85b = 41,05
Giải hệ được: a = 0,05 và b = 0,45
BTNT "N": nKNO2 = nNO3- (dd X) = 0,45 mol
- Đặt A gồm: Fe (x mol) và Cu (y mol)
+ mA = 56x + 64y = 11,6
+ mFe2O3 + mCuO = 160.0,5x + 80y = 16
Giải hệ được x = 0,15 và y = 0,05
TH1: Giả sử dd X chứa: Fe3+ (0,15), Cu2+ (0,05), H+ và NO3- (0,45)
\(11,6(g)A\left\{ \matrix{
Fe:x \hfill \cr
Cu:y \hfill \cr} \right. + HN{O_3}:0,7 \to \left| \matrix{
{\rm{dd}}\,X\left\{ \matrix{
F{e^{2 + }}:u \hfill \cr
F{e^{3 + }}:v \hfill \cr
C{u^{2 + }}:0,05 \hfill \cr
N{O_3}^ - :0,45 \hfill \cr} \right.\buildrel { + KOH:0,5} \over
\longrightarrow \left\{ \matrix{
\downarrow Y\buildrel {Nung} \over
\longrightarrow \underbrace {\left\{ \matrix{
F{e_2}{O_3}:0,5x \hfill \cr
CuO:y \hfill \cr} \right.}_{16(g)} \hfill \cr
{\rm{dd}}\,Z\buildrel {Co\,can} \over
\longrightarrow T\buildrel {Nung} \over
\longrightarrow \underbrace {\left\{ \matrix{
KOH:0,05 \hfill \cr
KN{O_2}:0,45 \hfill \cr} \right.}_{41,05(g)} \hfill \cr} \right. \hfill \cr
\hfill \cr
Khi\,B \hfill \cr
{H_2}O \hfill \cr} \right.\)
BTĐT => nH+ = nNO3- - 2nFe3+ - 2nCu2+ = 0,45 - 0,15.3 - 0,05.2 = -0,1 < 0 (loại)
TH2: Dung dịch X chứa: Fe2+ (u); Fe3+ (v); Cu2+ (0,05) và NO3- (0,45)
+ BTĐT: 2u + 3v + 2.0,05 = 0,45
+ BTNT "Fe": u + v = 0,15
Giải hệ được u = 0,1 và v = 0,05
BTNT H: nH2O = 0,5.nHNO3 = 0,35 mol
BTNT "N": nN(B) = nHNO3 - nNO3- = 0,7 - 0,45 = 0,25 mol
Do dd X chứa NO3- dư nên không sinh ra H2 => Khí B chỉ chứa N và O
BTNT "O": nO(B) = 3nHNO3 - 3nNO3- - nH2O = 0,7.3 - 0,45.3 - 0,35 = 0,4 mol
=> mB = mN + mO = 0,25.14 + 0,4.16 = 9,9 gam
BTKL: m dd X = mA + mdd HNO3 - mB = 11,6 + 87,5 - 9,9 = 89,2 (g)
C% Fe(NO3)2 = (0,1.180/89,2).100% = 20,2%
Hướng dẫn giải:
Bảo toàn nguyên tố, bảo toàn khối lượng, bảo toàn điện tích.
