Câu hỏi
Cho 18,72 gam hỗn hợp rắn X gồm Fe, Fe3O4 và Fe(NO3)2 vào dung dịch chứa 0,75 mol HCl và có 0,06 mol HNO3, khuấy đều cho đến khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch Y (không chứa ion ) và 1,792 lít hỗn hợp khí Z (đktc) gồm NO và N2O. Cho dung dịch AgNO3 đến dư vào dung dịch Y, thấy thoát ra 0,504 lít khí NO (đktc) là sản phẩm khử duy nhất, đồng thời thu được 110,055 gam kết tủa. Phần trăm khối lượng của Fe3O4 có trong hỗn hợp X là
- A 29,91%
- B 43,38%
- C 49,6%
- D 46,50%
Phương pháp giải:
Khi cho AgNO3 vào dung dịch Y thì thu được kết tủa có AgCl: 0,75 mol
→ mAgCl = 107,625 gam < mkết tủa = 110,055 gam nên kết tủa có Ag → nAg
Ta có: Ag+ + Fe2+ → Fe3+ + Ag
3Fe2+ + 4H+ + NO3- → 3Fe3+ + 2H2O + NO
→ Y có nH+ = 4nNO và nFe2+ = nAg + 3nNO
Đặt số mol của Fe, Fe3O4 và Fe(NO3)2 trong X là a, b và c mol thì
Phươn trình mX (1)
Y còn dư H+ và không dư NO3- → Y có Fe2+ ; H+ , Cl-: 0,75 mol và Fe3+
Bảo toàn điện tích có nFe3+
Bảo toàn Fe có a + 3b + c = nFe3+ + nFe2+ (2)
Bảo toàn H có nH2O + nH+(Y) = nHCl + nHNO3 →nH2O
Bảo toàn O có 4nFe3O4 + 6nFe(NO3)2 + 3nHNO3 = nH2O +nO(khí Z) (3)
Giải (1)(2)(3) có a , b và c
Lời giải chi tiết:
Khi cho AgNO3 vào dung dịch Y thì thu được kết tủa có AgCl: 0,75 mol
→ mAgCl = 107,625 gam < mkết tủa = 110,055 gam nên kết tủa có Ag → mAg = 2,43 gam → nAg = 0,0225 mol
Ta có: Ag+ + Fe2+ → Fe3+ + Ag
3Fe2+ + 4H+ + NO3- → 3Fe3+ + 2H2O + NO
→ Y có nH+ = 4nNO = 0,09 mol và nFe2+ = nAg + 3nNO = 0,09 mol
Đặt số mol của Fe, Fe3O4 và Fe(NO3)2 trong X là a, b và c mol thì
mX = 56a + 232b + 180c = 18,72 gam (1)
Y còn dư H+ và không dư NO3- → Y có Fe2+: 0,09 mol; H+: 0,09 mol, Cl-: 0,75 mol và Fe3+
Bảo toàn điện tích có nFe3+ = ( 0,75 - 0,09.2 - 0,09): 3 = 0,16 mol
Bảo toàn Fe có a + 3b + c = nFe3+ + nFe2+ = 0,25 mol(2)
Bảo toàn H có nH2O + nH+(Y) = nHCl + nHNO3 = 0,81 →nH2O = 0,36 mol
Bảo toàn O có 4nFe3O4 + 6nFe(NO3)2 + 3nHNO3 = nH2O +nO(khí Z) → 4b + 6c + 3.0,06 = 0,36 + 0,08 (3)
Giải (1)(2)(3) có a = 0,125 mol, b = 0,035 mol và c = 0,02 mol
→%Fe3O4 = 43,38%
Đáp án B
Câu hỏi trước
