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.
⟹ 232x + 116y = 25,52 (1)
- Phần 2: Cho ½ Z tác dụng với H2SO4 đặc, dư:
½ Z chứa
2 muối thu được là FeSO4 và Fe2(SO4)3 có số mol bằng nhau ⟹ nFe3+ = 2nFe2+
Áp dụng bảo toàn e: 2nFe2+ + 3nFe3+ = 2nO + 2nSO2
⟹
Giải hệ (1) (2) được x = 0,08 và y = 0,06.
⟹ ½ Z chứa
- Phần 2:
+) 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.
⟹ 232x + 116y = 25,52 (1)
- Phần 2: Cho ½ Z tác dụng với H2SO4 đặc, dư:
½ Z chứa
2 muối thu được là FeSO4 và Fe2(SO4)3 có số mol bằng nhau ⟹ nFe3+ = 2nFe2+
Áp dụng bảo toàn e: 2nFe2+ + 3nFe3+ = 2nO + 2nSO2
⟹
Giải hệ (1) (2) được x = 0,08 và y = 0,06.
⟹ ½ Z chứa
- Phần 2:
+) 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.