Google
Câu hỏi: Cho hơi nước đi qua than nóng đỏ thu được hỗn hợp X gồm CO2, CO, H2, H2O. Dẫn X đi qua 25,52 gam hỗn hợp Y gồm FeO, Fe2O3, Fe3O4 và FeCO3 (trong Y có mFeO : mFe2O3 = 9 : 20), nung nóng thu được chất rắn Z gồm Fe, FeO, Fe3O4; hơi nước và 0,2 mol CO2. Chia Z thành 2 phần bằng nhau:
- Phần 1: Hòa tan hết trong 200 gam dung dịch chứa t (mol) HNO3 thu được 0,1 mol khí NO (sản phẩm khử duy nhất) và dung dịch T.
- Phần 2: Hòa tan hết trong dung dịch H2SO4 đặc nóng, thu được dung dịch G chứa hai muối có số mol bằng nhau và 0,15 mol khí SO2 duy nhất.
Nồng độ phần trăm của muối Fe(NO3)3 trong T là:
A. 11,23%.
B. 4,36%.
C. 11,74%.
D. 4,18%.
- Phần 1: Hòa tan hết trong 200 gam dung dịch chứa t (mol) HNO3 thu được 0,1 mol khí NO (sản phẩm khử duy nhất) và dung dịch T.
- Phần 2: Hòa tan hết trong dung dịch H2SO4 đặc nóng, thu được dung dịch G chứa hai muối có số mol bằng nhau và 0,15 mol khí SO2 duy nhất.
Nồng độ phần trăm của muối Fe(NO3)3 trong T là:
A. 11,23%.
B. 4,36%.
C. 11,74%.
D. 4,18%.
Phương pháp giải:
Kết hợp các phương pháp: quy đổi, bảo toàn nguyên tố, bảo toàn electron.
Giải chi tiết:
Theo đề mFeO : mFe2O3 = 9 : 20 ⟹ nFeO : nFe2O3 = 1 : 1
⟹ có thể coi hỗn hợp FeO, Fe2O3 tỉ lệ mol 1 : 1 thành Fe3O4.
⟹ coi Y gồm Fe3O4 và FeCO3
Ta thấy lượng H2O ban đầu và sau khi nung không đổi nên bỏ qua sự tham gia của H2O.
$C+\underset{25,52\left( g \right)}{\mathop{Y}} \left\{ \begin{array}{*{35}{l}}
F{{\text{e}}_{3}}{{O}_{4}}:x \\
F\text{e}C{{\text{O}}_{3}}:y \\
\end{array} \right.\Rightarrow Z\left\{ \begin{array}{*{35}{l}}
F\text{e}:3\text{x}+y \\
O:4\text{x}+3y-0,4\left( BTNT.O \right) \\
\end{array} \right.+C{{O}_{2}}:0,2$
⟹ 232x + 116y = 25,52 (1)
- Phần 2: Cho ½ Z tác dụng với H2SO4 đặc, dư:
½ Z chứa $\left\{ \begin{array}{*{35}{l}}
F\text{e}:1,5\text{x}+0,5y \\
O:2\text{x}+1,5y-0,2 \\
\end{array} \right.$
2 muối thu được là FeSO4 và Fe2(SO4)3 có số mol bằng nhau ⟹ nFe3+ = 2nFe2+
$\dfrac{1}{2}Z\left\{ \begin{array}{*{35}{l}}
F\text{e}:1,5\text{x}+0,5y \\
O:2\text{x}+1,5y-0,2 \\
\end{array} \right.+{{H}_{2}}S{{O}_{4}}\Rightarrow \left\{ \begin{array}{*{35}{l}}
F{{e}^{2+}}:\dfrac{1,5\text{x}+0,5y}{3} \\
F{{\text{e}}^{3+}}:\dfrac{3\text{x}+y}{3} \\
\end{array} \right.+S{{O}_{2}}:0,15+{{H}_{2}}O$
Áp dụng bảo toàn e: 2nFe2+ + 3nFe3+ = 2nO + 2nSO2
⟹ $\dfrac{1,5x+0,5y}{3}$ + $\dfrac{3x+y}{3}$ = 2.(2x + 1,5y - 0,2) + 2.0,15 (2)
Giải hệ (1) (2) được x = 0,08 và y = 0,06.
⟹ ½ Z chứa $\left\{ \begin{array}{*{35}{l}}
Fe:0,15 \\
O:0,05 \\
\end{array} \right.$
- Phần 2: $\left\{ \begin{array}{*{35}{l}}
Fe:0,15 \\
O:0,05 \\
\end{array} \right.+ddHN{{O}_{3}}\Rightarrow \left\{ \begin{array}{*{35}{l}}
Fe{{\left( N{{O}_{3}} \right)}_{2}}:a \\
Fe{{\left( N{{O}_{3}} \right)}_{3}}:b \\
\end{array} \right.+NO:0,1+{{H}_{2}}O$
+) BTNT Fe → a + b = 0,15
+) Áp dụng bảo toàn e: 2nFe2+ + 3nFe3+ = 2nO + 3nNO → 2a + 3b = 2.0,05 + 3.0,1
Giải hệ trên được a = 0,05; b = 0,1.
Mà mdd sau pư = 0,15.56 + 0,05.16 + 200 - 0,1.30 = 206,2 gam.
⟹ C%Fe(NO3)3 = (0,1.242/206,2). 100% = 11,74%.
Kết hợp các phương pháp: quy đổi, bảo toàn nguyên tố, bảo toàn electron.
Giải chi tiết:
Theo đề mFeO : mFe2O3 = 9 : 20 ⟹ nFeO : nFe2O3 = 1 : 1
⟹ có thể coi hỗn hợp FeO, Fe2O3 tỉ lệ mol 1 : 1 thành Fe3O4.
⟹ coi Y gồm Fe3O4 và FeCO3
Ta thấy lượng H2O ban đầu và sau khi nung không đổi nên bỏ qua sự tham gia của H2O.
$C+\underset{25,52\left( g \right)}{\mathop{Y}} \left\{ \begin{array}{*{35}{l}}
F{{\text{e}}_{3}}{{O}_{4}}:x \\
F\text{e}C{{\text{O}}_{3}}:y \\
\end{array} \right.\Rightarrow Z\left\{ \begin{array}{*{35}{l}}
F\text{e}:3\text{x}+y \\
O:4\text{x}+3y-0,4\left( BTNT.O \right) \\
\end{array} \right.+C{{O}_{2}}:0,2$
⟹ 232x + 116y = 25,52 (1)
- Phần 2: Cho ½ Z tác dụng với H2SO4 đặc, dư:
½ Z chứa $\left\{ \begin{array}{*{35}{l}}
F\text{e}:1,5\text{x}+0,5y \\
O:2\text{x}+1,5y-0,2 \\
\end{array} \right.$
2 muối thu được là FeSO4 và Fe2(SO4)3 có số mol bằng nhau ⟹ nFe3+ = 2nFe2+
$\dfrac{1}{2}Z\left\{ \begin{array}{*{35}{l}}
F\text{e}:1,5\text{x}+0,5y \\
O:2\text{x}+1,5y-0,2 \\
\end{array} \right.+{{H}_{2}}S{{O}_{4}}\Rightarrow \left\{ \begin{array}{*{35}{l}}
F{{e}^{2+}}:\dfrac{1,5\text{x}+0,5y}{3} \\
F{{\text{e}}^{3+}}:\dfrac{3\text{x}+y}{3} \\
\end{array} \right.+S{{O}_{2}}:0,15+{{H}_{2}}O$
Áp dụng bảo toàn e: 2nFe2+ + 3nFe3+ = 2nO + 2nSO2
⟹ $\dfrac{1,5x+0,5y}{3}$ + $\dfrac{3x+y}{3}$ = 2.(2x + 1,5y - 0,2) + 2.0,15 (2)
Giải hệ (1) (2) được x = 0,08 và y = 0,06.
⟹ ½ Z chứa $\left\{ \begin{array}{*{35}{l}}
Fe:0,15 \\
O:0,05 \\
\end{array} \right.$
- Phần 2: $\left\{ \begin{array}{*{35}{l}}
Fe:0,15 \\
O:0,05 \\
\end{array} \right.+ddHN{{O}_{3}}\Rightarrow \left\{ \begin{array}{*{35}{l}}
Fe{{\left( N{{O}_{3}} \right)}_{2}}:a \\
Fe{{\left( N{{O}_{3}} \right)}_{3}}:b \\
\end{array} \right.+NO:0,1+{{H}_{2}}O$
+) BTNT Fe → a + b = 0,15
+) Áp dụng bảo toàn e: 2nFe2+ + 3nFe3+ = 2nO + 3nNO → 2a + 3b = 2.0,05 + 3.0,1
Giải hệ trên được a = 0,05; b = 0,1.
Mà mdd sau pư = 0,15.56 + 0,05.16 + 200 - 0,1.30 = 206,2 gam.
⟹ C%Fe(NO3)3 = (0,1.242/206,2). 100% = 11,74%.
Đáp án C.