Để 26,88 gam phôi Fe ngoài không khí một thời gian, thu được hỗn hợp rắn X gồm Fe và các oxit. Hòa tan hết X trong 288 gam dung dịch HNO3 31,5%, thu được dung dịch Y chứa các muối và hỗn hợp khí Z gồm 2 khí, trong đó oxi chiếm 61,11% về khối lượng. Cô cạn Y, rồi nung đến khối lượng không đổi thấy khối lượng chất rắn giảm 67,84 gam. Xác định nồng độ % Fe(NO3)3 trong Y?
-
A.
28,14%
-
B.
26,36%
-
C.
24,47%
-
D.
25,19%
Bước 1: Tính nFe(NO3)2 và nFe(NO3)3
- Cô cạn Y thu được chất rắn khan gồm Fe(NO3)2 (a mol) và Fe(NO3)3 (b mol).
- Lập hệ phương trình tính nFe(NO3)2 và nFe(NO3)3
+ Phương trình (1): BTNT Fe ta có: a + b = nFe
+ Viết PT nung muối: 2 Fe(NO3)2 → Fe2O3 + 4NO2 + 1/2O2
2 Fe(NO3)3 → Fe2O3 + 6NO2 + 3/2O2
=> Phương trình (2): mgiảm = mNO2 + mO2 = 46(2a + 3b) + 32(a/4 + 3b/4)
=> nNO3- (Y) = 2a + 3b
Bước 2: Tính nO (Z)
- BTNT N để tính được nN (Z): nN(trong Z) = nHNO3 - nNO3- (Y)
- Vì trong hỗn hợp khí Z oxi chiếm 61,11% về khối lượng nên nitơ chiếm 38,89% về khối lượng.
→ mZ = mN.(100/38,89) => nO (Z)
Bước 3: Tính mX
- Quy đổi X thành Fe (0,48 mol) và O (x mol).
BT electron để tìm khối lượng X: 2.nFe2+ + 3.nFe3+ + 2.nO (Z) = 2.nO (X) + 5.nN (Z) → x = nO
→ mX = mFe + mO
Bước 4: Tính C%Fe(NO3)3
Sơ đồ: X + HNO3 → Muối + Z + H2O
- BTKL ta có: mdung dịch Y = mX + mdd HNO3 - mZ
Bước 1: Tính nFe(NO3)2 và nFe(NO3)3
- Cô cạn Y thu được chất rắn khan gồm Fe(NO3)2 (a mol) và Fe(NO3)3 (b mol).
Bảo toàn nguyên tố Fe ta có: a + b = nFe = 26,88 : 56 = 0,48 (mol).
2 Fe(NO3)2 → Fe2O3 + 4NO2 + 1/2O2
a mol → 2a 0,25a
2 Fe(NO3)3 → Fe2O3 + 6NO2 + 3/2O2
b mol → 3b 0,75b
- Sau khi nung đến khối lượng không đổi thì khối lượng chất rắn giảm chính là tổng khối lượng NO2 và O2 thoát ra: 46(2a + 3b) + 32(a/4 + 3b/4) = 67,84
Ta có hệ: \(\left\{ \begin{array}{l}a + b = 0,48\\46(2a + 3b) + 32(0,25a + 0,75b) = 67,84\end{array} \right. \to \left\{ \begin{array}{l}a = 0,16{\rm{ mol}}\\{\rm{b = 0,32 mol}}\end{array} \right.\)
→ nNO3- (Y) = 2a + 3b = 2.0,16 + 3.0,32 = 1,28 mol
Bước 2: Tính nO (Z)
- Ta có: nHNO3 ban đầu = 1,44 mol
Bảo toàn nguyên tố N: nN(trong Z) = nHNO3 - nNO3- (Y) = 1,44 - 1,28 = 0,16 mol
- Vì trong hỗn hợp khí Z oxi chiếm 61,11% về khối lượng nên nitơ chiếm 38,89% về khối lượng.
→ mZ = mN.(100/38,89) = 0,16.14.(100/38,89) = 5,76 gam
Ta có: nO (Z) = 5,76.61,11%/16 = 0,22 (mol)
Bước 3: Tính mX
- Quy đổi X thành Fe (0,48 mol) và O (x mol).
Áp dụng định luật bảo toàn electron: 2.nFe2+ + 3.nFe3+ + 2.nO (Z) = 2.nO (X) + 5.nN (Z)
⟹ 0,16.2 + 0,32.3 + 0,22.2 = 2x + 0,16.5 → x = 0,46 mol
→ mX = mFe + mO = 26,88 + 0,46.16 = 34,24 (gam)
Bước 4: Tính C%Fe(NO3)3
Sơ đồ: X + HNO3 → Muối + Z + H2O
- Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có:
mdung dịch Y = mX + mdd HNO3 - mZ = 34,24 + 288 - 5,76 = 316,48 (gam)
- Vậy \(C{\% _{Fe\left({NO3} \right)3}} = \dfrac{{0,32.242.100\% }}{{316,48}} = {\text{ }}24,47\% \)
Đáp án : C
Các bài tập cùng chuyên đề
Trong phân tử HNO3 nguyên tử N có :
HNO3 tinh khiết là chất lỏng không màu, nhưng dung dịch HNO3 để lâu thường ngả sang màu vàng là do
Các tính chất hoá học của HNO3 là :
Dãy gồm tất cả các chất khi tác dụng với HNO3 mà HNO3 chỉ thể hiện tính axit là :
Nước cường toan là hỗn hợp của HNO3 đặc và HCl đặc có tỉ lệ thể tích lần lượt là :
Nhiệt phân hoàn toàn Fe(NO3)2 trong không khí thu được sản phẩm gồm :
Khi bị nhiệt phân dãy muối nitrat nào sau đây cho sản phẩm là oxit kim loại, khí nitơ đioxit và oxi ?
Tiến hành nhiệt phân hoàn toàn 1 mol chất rắn nào sau đây mà khối lượng chất rắn thu được sau phản ứng là lớn nhất ?
Phản ứng nhiệt phân không đúng là :
Kim loại Cu có thể bị hoà tan trong hỗn hợp dung dịch nào
Để nhận biết ion NO3- người ta thường dùng Cu và dung dịch H2SO4 loãng và đun nóng, bởi vì :
Khi cho kim loại Fe phản ứng với HNO3 tạo thành khí độc hại. Biện pháp nào xử lý tốt nhất để chống ô nhiễm môi trường ?
Trong phòng thí nghiệm HNO3 được điều chế theo phản ứng sau :
NaNO3 (rắn) + H2SO4 (đặc) → HNO3 + NaHSO4
Phản ứng trên xảy ra là vì :
Cho hai muối X, Y thỏa mãn điều kiện sau :
X + Y → không xảy ra phản ứng
X + Cu → không xảy ra phản ứng
Y + Cu → không xảy ra phản ứng
X + Y + Cu → xảy ra phản ứng
X, Y là muối nào dưới đây ?
Cho các dung dịch :
X1 : dung dịch HCl
X2 : dung dịch KNO3
X3 : dung dịch HCl + KNO3
X4 : dung dịch Fe2(SO4)3
Các dung dịch không thể hòa tan được bột Cu là :
Cho các mệnh đề sau :
1) Các muối nitrat đều tan trong nước và đều là chất điện li mạnh.
2) Ion NO3- có tính oxi hóa trong môi trường axit.
3) Khi nhiệt phân muối nitrat rắn ta đều thu được khí NO2.
4) Hầu hết muối nitrat đều bền nhiệt.
Các mệnh đề đúng là :
Cho các phản ứng sau : (1) nhiệt phân Cu(NO3)2; (2) nhiệt phân NH4NO2; (3) NH3 + O2 (t0, xt); (4) NH3 + Cl2; (5) nhiệt phân NH4Cl; (6) NH3 + CuO. Các phản ứng tạo ra được N2 là
Phân biệt ba dung dịch axit NaCl ; NaNO3 và Na3PO4 bằng :
Phân biệt 5 dung dịch riêng biệt sau : NH4NO3 ; (NH4)2SO4 ; NaCl ; Mg(NO3)2 và FeCl2 bằng
Đem nung một lượng Cu(NO3)2 sau một thời gian thì dừng lại làm nguội rồi cân thấy khối lượng giảm 0,54 gam. Khối lượng muối đã bị nhiệt phân là
