Google
Câu hỏi: Cho hơi nước đi qua than nóng đỏ thu được hỗn hợp X gồm $C{{O}_{2}},CO,{{H}_{2}},{{H}_{2}}O$. Dẫn X đi qua 38,28 gam hỗn hợp $F{{e}_{3}}{{O}_{4}}$ và $FeC{{O}_{3}}$ nung nóng thu được hơi nước, 6,72 lít $C{{O}_{2}}$ (đktc) và chất rắn Y gồm $Fe,FeO,F{{e}_{3}}{{O}_{4}}$. Chia Y thành 2 phần bằng nhau:
- Phần 1: Hòa tan hết trong dung dịch chứa a mol $HN{{O}_{3}}$ và 0,0375 mol ${{H}_{2}}S{{O}_{4}}$, thu được 3,36 lít (đktc) khí NO là sản phẩm khử duy nhất.
- Phần 2: Hòa tan hết trong dung dịch ${{H}_{2}}S{{O}_{4}}$ đặc nóng, thu được dung dịch chứa hai muối có số mol bằng nhau và 5,04 lít khí $S{{O}_{2}}$ (đktc) duy nhất. Giá trị của a là:
A. 0,600 mol.
B. 0,675 mol.
C. 0,525 mol
D. 0,750 mol.
- Phần 1: Hòa tan hết trong dung dịch chứa a mol $HN{{O}_{3}}$ và 0,0375 mol ${{H}_{2}}S{{O}_{4}}$, thu được 3,36 lít (đktc) khí NO là sản phẩm khử duy nhất.
- Phần 2: Hòa tan hết trong dung dịch ${{H}_{2}}S{{O}_{4}}$ đặc nóng, thu được dung dịch chứa hai muối có số mol bằng nhau và 5,04 lít khí $S{{O}_{2}}$ (đktc) duy nhất. Giá trị của a là:
A. 0,600 mol.
B. 0,675 mol.
C. 0,525 mol
D. 0,750 mol.
Phương pháp:
- Bảo toàn nguyên tố
- Bảo toàn electron
- Bảo toàn điện tích
Hướng dẫn giải:
Do chia đôi số liệu nên ta lấy một nửa số liệu của 38,28 và 0,3 để phù hợp với việc chia thành 2 phần bằng nhau.
$\left\{ \begin{aligned}
& F{{e}_{3}}{{O}_{4}}:x \\
& FeC{{O}_{3}}:y \\
& C:z \\
& {{H}_{2}}O \\
\end{aligned} \right.\to \left\{ \begin{aligned}
& C{{O}_{2}}:0,15 \\
& \xrightarrow{BT:Fe}Fe:3x+y \\
& \xrightarrow{BT:O}O:4x+3y-0,3 \\
& {{H}_{2}}O \\
\end{aligned} \right.$
$+){{m}_{Fe3O4}}+{{m}_{FeCO3}}=232x+116y=19,14\left( 1 \right)$
+) Bảo toàn $C\to {{n}_{CO2}}=y+z=0,15\left( 2 \right)$
+) Xét phản ứng 1/2Y phản ứng với ${{H}_{2}}S{{O}_{4}}$ đặc nóng:
Chất rắn Y chứa: $Fe\left( 3x+y \right)v\grave{a} O \left( 4x+3y-0,3 \right)$
Do ${{n}_{FeSO4}}={{n}_{Fe2\left( SO4 \right)3}}\to {{n}_{Fe2+}}=\left( 3x+y \right)/3v\grave{a}{{n}_{Fe3+}}=2\left( 3x+y \right)/3$
Áp dụng bảo toàn e: $2{{n}_{Fe2+}}+3{{n}_{Fe3+}}=2{{n}_{O}}+2{{n}_{SO2}}$
$2.\dfrac{3x+y}{3}+3.\dfrac{2.\left( 3x+y \right)}{3}=2.\left( 4x+3y0,3 \right)+2.0,225\left( 3 \right)~$
Giải (1) (2) (3) được x= 0,06; y = 0,045, z=0,105
Vậy Y chứa Fe (0,225) và O (0,075).
Giả sử Y với dung dịch hỗn hợp ${{H}_{2}}S{{O}_{4}},HN{{O}_{3}}$ tạo $F{{e}^{2+}}\left( u \right)v\grave{a}F{{e}^{3+}}\left( v \right)$
Bảo toàn $Fe\to u+v=0,225\left( * \right)$
Bảo toàn electron $\to 2{{n}_{Fe2+}}+3{{n}_{Fe3+}}=2{{n}_{O}}+3{{n}_{NO}}\to 2u+3v=2.0,075+3.0,15\left( ** \right)$
Giải (*) (**) được u= 0,075 và y= 0,15
Do Y chứa $F{{e}^{2+}}$ nên $NO{{3}^{-}}$ hết hoặc ${{H}^{+}}$ hết
Kiểm tra bảo toàn điện tích dd Y thấy:
Y chứa $F{{e}^{2+}}\left( 0,075 \right);F{{e}^{3+}}\left( 0,15 \right);S{{O}_{4}}^{2-}\left( 0,0375 \right)\to N{{O}_{3}}^{-}\left( 0,525 \right)$
Bảo toàn nguyên tố $N\to {{n}_{HNO3}}={{n}_{NO3-}}+{{n}_{NO}}=0,525+0,15=0,675mol$
Kết luận a= 0,675
- Bảo toàn nguyên tố
- Bảo toàn electron
- Bảo toàn điện tích
Hướng dẫn giải:
Do chia đôi số liệu nên ta lấy một nửa số liệu của 38,28 và 0,3 để phù hợp với việc chia thành 2 phần bằng nhau.
$\left\{ \begin{aligned}
& F{{e}_{3}}{{O}_{4}}:x \\
& FeC{{O}_{3}}:y \\
& C:z \\
& {{H}_{2}}O \\
\end{aligned} \right.\to \left\{ \begin{aligned}
& C{{O}_{2}}:0,15 \\
& \xrightarrow{BT:Fe}Fe:3x+y \\
& \xrightarrow{BT:O}O:4x+3y-0,3 \\
& {{H}_{2}}O \\
\end{aligned} \right.$
$+){{m}_{Fe3O4}}+{{m}_{FeCO3}}=232x+116y=19,14\left( 1 \right)$
+) Bảo toàn $C\to {{n}_{CO2}}=y+z=0,15\left( 2 \right)$
+) Xét phản ứng 1/2Y phản ứng với ${{H}_{2}}S{{O}_{4}}$ đặc nóng:
Chất rắn Y chứa: $Fe\left( 3x+y \right)v\grave{a} O \left( 4x+3y-0,3 \right)$
Do ${{n}_{FeSO4}}={{n}_{Fe2\left( SO4 \right)3}}\to {{n}_{Fe2+}}=\left( 3x+y \right)/3v\grave{a}{{n}_{Fe3+}}=2\left( 3x+y \right)/3$
Áp dụng bảo toàn e: $2{{n}_{Fe2+}}+3{{n}_{Fe3+}}=2{{n}_{O}}+2{{n}_{SO2}}$
$2.\dfrac{3x+y}{3}+3.\dfrac{2.\left( 3x+y \right)}{3}=2.\left( 4x+3y0,3 \right)+2.0,225\left( 3 \right)~$
Giải (1) (2) (3) được x= 0,06; y = 0,045, z=0,105
Vậy Y chứa Fe (0,225) và O (0,075).
Giả sử Y với dung dịch hỗn hợp ${{H}_{2}}S{{O}_{4}},HN{{O}_{3}}$ tạo $F{{e}^{2+}}\left( u \right)v\grave{a}F{{e}^{3+}}\left( v \right)$
Bảo toàn $Fe\to u+v=0,225\left( * \right)$
Bảo toàn electron $\to 2{{n}_{Fe2+}}+3{{n}_{Fe3+}}=2{{n}_{O}}+3{{n}_{NO}}\to 2u+3v=2.0,075+3.0,15\left( ** \right)$
Giải (*) (**) được u= 0,075 và y= 0,15
Do Y chứa $F{{e}^{2+}}$ nên $NO{{3}^{-}}$ hết hoặc ${{H}^{+}}$ hết
Kiểm tra bảo toàn điện tích dd Y thấy:
Y chứa $F{{e}^{2+}}\left( 0,075 \right);F{{e}^{3+}}\left( 0,15 \right);S{{O}_{4}}^{2-}\left( 0,0375 \right)\to N{{O}_{3}}^{-}\left( 0,525 \right)$
Bảo toàn nguyên tố $N\to {{n}_{HNO3}}={{n}_{NO3-}}+{{n}_{NO}}=0,525+0,15=0,675mol$
Kết luận a= 0,675
Đáp án B.