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 chỉ chứa 59,04 gam muối trung hòa và 0,896 lít NO (đktc, sản phẩm khử duy nhất). Cho dung dịch NaOH dư vào Y thì có 0,44 mol NaOH phản ứng. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Phần trăm khối lượng của Fe trong X gần giá trị nào nhất sau đây?
A. 3,5%
B. 2,0%
C. 3,0%
D. 2,5%
A. 3,5%
B. 2,0%
C. 3,0%
D. 2,5%
$mX\left\{ \begin{aligned}
& Fe \\
& F{{e}_{3}}{{O}_{4}} \\
& Fe{{\left( N{{O}_{3}} \right)}_{2}} \\
\end{aligned} \right.\xrightarrow{KHS{{O}_{4}}:0,32}59,04Y\left\{ \begin{aligned}
& F{{e}^{2+}}:\text{a} \\
& F{{e}^{3+}}:\text{b} \\
& {{K}^{+}}:0,32 \\
& SO_{4}^{2-}:0,32 \\
& NO_{3}^{-}:\text{c} \\
\end{aligned} \right.\xrightarrow{NaOH:0,44}$
$\to \left\{ \begin{aligned}
& 2\text{a}+3\text{b}=0,44\left( {{n}_{NaOH}} \right) \\
& 2\text{a}+3\text{b}+0,32=0,32.2+\text{c}\left( BTDT \right) \\
& 56\left( \text{a}+\text{b} \right)+0,32.39+0,32.96+62\text{c}=59,04\left( {{m}_{Y}} \right) \\
\end{aligned} \right.\to \left\{ \begin{aligned}
& \text{a}=0,01 \\
& \text{b}=0,14 \\
& \text{c}=0,12 \\
\end{aligned} \right.$
BTNT N: $2{{n}_{Fe{{\left( N{{O}_{3}} \right)}_{2}}}}={{n}_{NO}}+{{n}_{NO_{3}^{-}}}\to {{n}_{Fe{{\left( N{{O}_{3}} \right)}_{2}}}}=0,08$
BT H: ${{n}_{{{H}_{2}}O}}=\dfrac{1}{2}{{n}_{KHS{{O}_{4}}}}=0,16$
BT O: $4{{n}_{F{{e}_{3}}{{O}_{4}}}}+6{{n}_{Fe{{\left( N{{O}_{3}} \right)}_{2}}}}+4{{n}_{KHS{{O}_{4}}}}=3{{n}_{NO_{3}^{-}}}+4{{n}_{SO_{4}^{2-}}}+{{n}_{NO}}+{{n}_{{{H}_{2}}O}}\to {{n}_{F{{e}_{3}}{{O}_{4}}}}=0,02$
BT Fe: ${{n}_{Fe}}+3{{n}_{F{{e}_{3}}{{O}_{4}}}}+{{n}_{Fe{{\left( N{{O}_{3}} \right)}_{2}}}}=\text{a}+\text{b}=0,15\to {{n}_{Fe}}=0,01$
$\to \%{{m}_{Fe}}=2,86\%$.
LƯU Ý: Đối với bài toán này, cách giải trên áp dụng triệt để các phương pháp bảo toàn, bao gồm bảo toàn khối lượng, bảo toàn điện tích, đặc biệt là bảo toàn nguyên tố. Việc sử dụng các phương pháp bảo toàn giúp giải nhanh hơn, nhưng cần chú ý, cần nắm được bản chất của từng giai đoạn phản ứng thì mới sử dụng có hiệu quả phương pháp này.
& Fe \\
& F{{e}_{3}}{{O}_{4}} \\
& Fe{{\left( N{{O}_{3}} \right)}_{2}} \\
\end{aligned} \right.\xrightarrow{KHS{{O}_{4}}:0,32}59,04Y\left\{ \begin{aligned}
& F{{e}^{2+}}:\text{a} \\
& F{{e}^{3+}}:\text{b} \\
& {{K}^{+}}:0,32 \\
& SO_{4}^{2-}:0,32 \\
& NO_{3}^{-}:\text{c} \\
\end{aligned} \right.\xrightarrow{NaOH:0,44}$
$\to \left\{ \begin{aligned}
& 2\text{a}+3\text{b}=0,44\left( {{n}_{NaOH}} \right) \\
& 2\text{a}+3\text{b}+0,32=0,32.2+\text{c}\left( BTDT \right) \\
& 56\left( \text{a}+\text{b} \right)+0,32.39+0,32.96+62\text{c}=59,04\left( {{m}_{Y}} \right) \\
\end{aligned} \right.\to \left\{ \begin{aligned}
& \text{a}=0,01 \\
& \text{b}=0,14 \\
& \text{c}=0,12 \\
\end{aligned} \right.$
BTNT N: $2{{n}_{Fe{{\left( N{{O}_{3}} \right)}_{2}}}}={{n}_{NO}}+{{n}_{NO_{3}^{-}}}\to {{n}_{Fe{{\left( N{{O}_{3}} \right)}_{2}}}}=0,08$
BT H: ${{n}_{{{H}_{2}}O}}=\dfrac{1}{2}{{n}_{KHS{{O}_{4}}}}=0,16$
BT O: $4{{n}_{F{{e}_{3}}{{O}_{4}}}}+6{{n}_{Fe{{\left( N{{O}_{3}} \right)}_{2}}}}+4{{n}_{KHS{{O}_{4}}}}=3{{n}_{NO_{3}^{-}}}+4{{n}_{SO_{4}^{2-}}}+{{n}_{NO}}+{{n}_{{{H}_{2}}O}}\to {{n}_{F{{e}_{3}}{{O}_{4}}}}=0,02$
BT Fe: ${{n}_{Fe}}+3{{n}_{F{{e}_{3}}{{O}_{4}}}}+{{n}_{Fe{{\left( N{{O}_{3}} \right)}_{2}}}}=\text{a}+\text{b}=0,15\to {{n}_{Fe}}=0,01$
$\to \%{{m}_{Fe}}=2,86\%$.
LƯU Ý: Đối với bài toán này, cách giải trên áp dụng triệt để các phương pháp bảo toàn, bao gồm bảo toàn khối lượng, bảo toàn điện tích, đặc biệt là bảo toàn nguyên tố. Việc sử dụng các phương pháp bảo toàn giúp giải nhanh hơn, nhưng cần chú ý, cần nắm được bản chất của từng giai đoạn phản ứng thì mới sử dụng có hiệu quả phương pháp này.
Đáp án C.