Google
Câu hỏi: Cho m gam hỗn hợp X gồm Fe, Fe3O4 và Fe(NO3)2 tan hết trong 320 ml dung dịch KHSO4 1M. Sau phản ứng thu được dung dịch Y chứa 59,04g muối trung hòa và 896 ml NO (sản phẩm khử duy nhất của N+5, ở dktc). Y phản ứng vừa đủ với 0,44 mol NaOH. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Giá trị của m là
A. 19,60.
B. 2,85.
C. 4,64.
D. 15,20.
A. 19,60.
B. 2,85.
C. 4,64.
D. 15,20.
Cách 1:
Bảo toàn $H\to {{n}_{{{H}_{2}}O}}=0,16$
Bảo toàn khối lượng $\to m=19,6$ gam
Đặt a, b, c là số mol $Fe,F{{e}_{3}}{{O}_{4}}$ và $Fe{{\left( N{{O}_{3}} \right)}_{2}}$
$\to 56a+232b+180c=19,6\left( 1 \right)$
${{n}_{{{H}^{+}}}}=4{{n}_{NO}}+2{{n}_{O}}$ trong oxit nên:
$0,04.4+2.4b=0,32\left( 2 \right)$
Bảo toàn $N\to {{n}_{NO_{3}^{-}}}=2c-0,04$
Bảo toàn điện tích cho dung dịch cuối cùng $\left( N{{a}^{+}},{{K}^{+}},NO_{3}^{-},SO_{4}^{2-} \right):$
$0,44+0,32=2c-0,04+2.0,32\left( 3 \right)$
$\left( 1 \right)\left( 2 \right)\left( 3 \right):a=0,01;b=0,02;c=0,08$
$\to %Fe=2,86%$
Và $%Fe{{\left( N{{O}_{3}} \right)}_{2}}=73,47%$
Cách 2:
Do chỉ thu được muối trung hòa nên:
${{n}_{{{H}_{2}}O}}=\dfrac{{{n}_{KHS{{O}_{4}}}}}{2}=0,16$
Bảo toàn khối lượng tính được ${{m}_{X}}=19,6$ gam.
${{n}_{{{H}^{+}}}}=4{{n}_{NO}}+{{n}_{O}}\to {{n}_{O}}=0,08$
$\to {{n}_{F{{e}_{3}}{{O}_{4}}}}=\dfrac{{{n}_{O}}}{4}=0,02$
Phần dung dịch muối sau phản ứng chứa $F{{e}^{2+}}\left( a \right),F{{e}^{3+}}\left( b \right),{{K}^{+}}\left( 0,32 \right),SO_{4}^{2-}\left( 0,32 \right)$ và $NO_{3}^{-}\left( c \right)$
- Bảo toàn điện tích $\to 2a+3b+0,32=0,32.2+c$
- m muối $=56\left( a+b \right)+39.0,32+96.0,32+62c=59,04$
- ${{n}_{NaOH}}=2a+3b=0,44$
Giải hệ: $a=0,01;b=0,14;c=0,12$
Bảo toàn N:
${{n}_{NO_{3}^{-}}}$ ban đầu $=c+{{n}_{NO}}=0,16$
$\rightarrow \mathrm{n}_{\mathrm{Fe}\left(\mathrm{NO}_{3}\right)_{2}}=0,08\left(\rightarrow \% \mathrm{Fe}\left(\mathrm{NO}_{3}\right)_{2}=73,47 \%\right)$
$\mathrm{m}_{\mathrm{Fe}}=\mathrm{m}_{\mathrm{X}}-\mathrm{m}_{\mathrm{Fa}_{ \left.\mathrm{NO}_{3}\right)_{2}}}-\mathrm{m}_{\mathrm{Fe}_{3} \mathrm{O}_{4}}=0,56$
$\rightarrow \% \mathrm{Fe}=2,86 \% .$
Bảo toàn $H\to {{n}_{{{H}_{2}}O}}=0,16$
Bảo toàn khối lượng $\to m=19,6$ gam
Đặt a, b, c là số mol $Fe,F{{e}_{3}}{{O}_{4}}$ và $Fe{{\left( N{{O}_{3}} \right)}_{2}}$
$\to 56a+232b+180c=19,6\left( 1 \right)$
${{n}_{{{H}^{+}}}}=4{{n}_{NO}}+2{{n}_{O}}$ trong oxit nên:
$0,04.4+2.4b=0,32\left( 2 \right)$
Bảo toàn $N\to {{n}_{NO_{3}^{-}}}=2c-0,04$
Bảo toàn điện tích cho dung dịch cuối cùng $\left( N{{a}^{+}},{{K}^{+}},NO_{3}^{-},SO_{4}^{2-} \right):$
$0,44+0,32=2c-0,04+2.0,32\left( 3 \right)$
$\left( 1 \right)\left( 2 \right)\left( 3 \right):a=0,01;b=0,02;c=0,08$
$\to %Fe=2,86%$
Và $%Fe{{\left( N{{O}_{3}} \right)}_{2}}=73,47%$
Cách 2:
Do chỉ thu được muối trung hòa nên:
${{n}_{{{H}_{2}}O}}=\dfrac{{{n}_{KHS{{O}_{4}}}}}{2}=0,16$
Bảo toàn khối lượng tính được ${{m}_{X}}=19,6$ gam.
${{n}_{{{H}^{+}}}}=4{{n}_{NO}}+{{n}_{O}}\to {{n}_{O}}=0,08$
$\to {{n}_{F{{e}_{3}}{{O}_{4}}}}=\dfrac{{{n}_{O}}}{4}=0,02$
Phần dung dịch muối sau phản ứng chứa $F{{e}^{2+}}\left( a \right),F{{e}^{3+}}\left( b \right),{{K}^{+}}\left( 0,32 \right),SO_{4}^{2-}\left( 0,32 \right)$ và $NO_{3}^{-}\left( c \right)$
- Bảo toàn điện tích $\to 2a+3b+0,32=0,32.2+c$
- m muối $=56\left( a+b \right)+39.0,32+96.0,32+62c=59,04$
- ${{n}_{NaOH}}=2a+3b=0,44$
Giải hệ: $a=0,01;b=0,14;c=0,12$
Bảo toàn N:
${{n}_{NO_{3}^{-}}}$ ban đầu $=c+{{n}_{NO}}=0,16$
$\rightarrow \mathrm{n}_{\mathrm{Fe}\left(\mathrm{NO}_{3}\right)_{2}}=0,08\left(\rightarrow \% \mathrm{Fe}\left(\mathrm{NO}_{3}\right)_{2}=73,47 \%\right)$
$\mathrm{m}_{\mathrm{Fe}}=\mathrm{m}_{\mathrm{X}}-\mathrm{m}_{\mathrm{Fa}_{ \left.\mathrm{NO}_{3}\right)_{2}}}-\mathrm{m}_{\mathrm{Fe}_{3} \mathrm{O}_{4}}=0,56$
$\rightarrow \% \mathrm{Fe}=2,86 \% .$
Đáp án A.