Hòa tan 17,6 gam hỗn hợp A gồm Fe và Cu vào 227,3 gam dung dịch HNO₃ 30%, 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 2 : 3). Cho 100 ml dung dịch KOH 7,5M 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 24 gam chất rắn. Cô cạn dung dịch Z được chất rắn T. Nung T đến khối lượng không đổi thu được 62,3 gam chất rắn. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Nồng độ phần trăm của Fe(NO₃)₃ trong X là

10,57%.

20,80%.

40,69%.

12,20%.

Xem đáp án

90 lượt xem

Kim loại tác dụng với axit có tính oxi hóa (phần 2) - MÔN HÓA - Lớp 12. Thi ngay

Trả lời bởi giáo viên

Đáp án đúng: a

n_HNO3 = 1,1 mol; n_KOH = 0,75 mol

Gọi n_Fe = x mol; n_Cu = y mol => m_{hh A} = 56x + 64y = 17,6 (1)

Hòa tan hết kim loại bằng dung dịch HNO₃ => X có Cu(NO₃)₂, có thể Fe(NO₃)₃và Fe(NO₃)₂và có thể HNO₃ dư

=> kết tủa Y nung trong không khí đến khối lượng không đổi thu được CuO và Fe₂O₃

=> m_CuO + m_Fe2O3 = 80x + 80y = 24 (2)

Từ (1) và (2) => x = 0,2; y = 0,1

Cô cạn Z thu được rắn T có KNO₃ và có thể có KOH dư

+ Nếu T không có KOH thì n_KNO2 = n_KOH = 0,75 mol

=> m_KNO2 = 63,75 ≠ 62,3 => loại TH này => T có KOH dư

Ta có : n_KNO2+ n_{Koh dư}= 0,75 mol

Và 85.n_KNO2 + 56.n_{KOH dư} = 62,3

=> n_KNO2 = 0,7 mol; n_{KOH dư} = 0,05 mol

+) Nhận thấy nếu HNO₃ dư thì X gồm Fe(NO₃)₃ 0,2 mol và Cu(NO₃)₂ : 0,1 mol và HNO₃ dư

=> n_{NO3 trong B} = 3.0,2 + 2.0,1 = 0,8 mol > 0,7 mol

=> dung dịch B chứa Fe(NO₃)₂, Fe(NO₃)₃, Cu(NO₃)₂: 0,1mol

\( \to \left\{ \begin{array}{l}{n_{F{e^{2 + }}}} + {n_{F{e^{3 + }}}} = {n_{Fe}} = 0,2mol\\2{n_{C{u^{2 + }}}} + 2{n_{F{e^{2 + }}}} + 3{n_{F{e^{3 + }}}} = {n_{KN{O_3}}} = 0,7\end{array} \right. \to \left\{ \begin{array}{l}{n_{F{e^{2 + }}}} = 0,1\,\,mol\\{n_{F{e^{3 + }}}} = 0,1\,\,mol\end{array} \right.\)

Coi hỗn hợp khí B gồm N và O

Bảo toàn nguyên tố N: n_N(B)= 1,1 – 0,7 = 0,4 mol

Bảo toàn e: \(2{n_{F{e^{2 + }}}} + 3{n_{F{e^{3 + }}}} + 2{n_{C{u^{2 + }}}} = - 2{n_O} + 5{n_N}\)

=> 2n_O = 0,4.5 - 2.0,1 -3.0,1 - 0,1.2 = 0,8 mol

=> n_O = 0,65 mol

Khối lượng dung dịch sau phản ứng = 17,6 + 227,3 – 0,65.16 – 0,4.14 = 228,9 gam

=> C%_Fe(NO3)3 = 0,1.242.100% / 228,9 = 10,57%

Hướng dẫn giải:

Gọi n_Fe = x mol; n_Cu = y mol => m_{hh A} = 56x + 64y = 17,6

+) m_CuO + m_Fe2O3 = 80x + 80y = 24

Cô cạn Z thu được rắn T có KNO₃ và có thể có KOH dư

+ Nếu T không có KOH thì n_KNO2 = n_KOH = 0,75 mol

=> m_KNO2 = 85.0,75 = 63,75 ≠ 62,3 => loại TH này => T có KOH dư

Ta có : n_KNO2+ n_{KOH dư}= 0,75 mol và 85.n_KNO2 + 56.n_{KOH dư} = 62,3

=> n_KNO2 = 0,7 mol; n_{KOH dư} = 0,05 mol

+) Tính mol NO₃^- trong B giả sử phản ứng sinh ra Fe³⁺và Cu²⁺ so sánh với NO₃^- tính ra ở chất rắn

=> dung dịch B chứa Fe(NO₃)₂, Fe(NO₃)₃, Cu(NO₃)₂

\( \to \left\{ \begin{array}{l}{n_{F{e^{2 + }}}} + {n_{F{e^{3 + }}}} = {n_{Fe}}\\2{n_{C{u^{2 + }}}} + 2{n_{F{e^{2 + }}}} + 3{n_{F{e^{3 + }}}} = {n_{KN{O_3}}}\end{array} \right. \to \left\{ \begin{array}{l}{n_{F{e^{2 + }}}}\\{n_{F{e^{3 + }}}}\end{array} \right.\)

Coi hỗn hợp khí B gồm N và O

Bảo toàn nguyên tố N: n_N(B)

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

=> C%_Fe(NO3)3