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 (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
Trả lời bởi giáo viên
Đáp án đúng: a
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%
Hướng dẫn giải:
Gọi nFe = x mol; nCu = y mol => mhh A = 56x + 64y = 11,6
+) mCuO + mFe2O3 = 80x + 80y = 16
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
+) nNO3 trong B = 3.0,15 + 2.0,05 = 0,55 mol > 0,45 mol
=> dung dịch B 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 B gồm N và O
Bảo toàn nguyên tố N: nN(B) = 0,7 – 0,45 = 0,25 mol
Bảo toàn e: $2{{n}_{F{{e}^{2+}}}}+3{{n}_{F{{e}^{3+}}}}+2{{n}_{C{{u}^{2+}}}}+2{{n}_{O}}=5{{n}_{N}}$
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%
Câu hỏi khác
- Bài tập bài tập lý thuyết chung về kim loại hóa 12 có lời giải
- Bài tập dãy điện hóa kim loại hóa 12 có lời giải
- Bài tập kim loại tác dụng với axit không có tính oxi hóa hóa 12 có lời giải
- Bài tập kim loại tác dụng với axit có tính oxi hóa (phần 1) hóa 12 có lời giải
- Bài tập kim loại tác dụng với axit có tính oxi hóa (phần 2) hóa 12 có lời giải
