Google
Câu hỏi: : Có 3,94 gam hỗn hợp X gồm bột Al và $F{{e}_{3}}{{O}_{4}}$ (trong đó Al chiếm 41,12% về khối lượng). Thực hiện phản ứng nhiệt nhôm hoàn toàn hỗn hợp X trong chân không thu được hỗn hợp Y. Hòa tan hoàn toàn Y trong dung dịch chứa 0,314 mol $HN{{O}_{3}}$ thu được dung dịch Z chỉ có các muối và 0,021 mol một khí duy nhất NO. Cô cạn dung dịch Z, lấy chất rắn khan nung trong chân không đến khối lượng không đổi thu được hỗn hợp khí và hơi T. Khối lượng của T gần nhấtvới giá trị
A. 15,35.
B. 14,15.
C. 15,78.
D. 14,58.
A. 15,35.
B. 14,15.
C. 15,78.
D. 14,58.
Phương pháp:
Bảo toàn electron, bảo toàn nguyên tố.
Hướng dẫn giải:
$nal=0,06mol\to nFe304=0,01mol$
$~8Al+3F{{e}_{3}}{{O}_{4}}\to 4A{{1}_{2}}{{0}_{3}}+9Fe~$
Phản ứng hoàn toàn nên sau phản ứng có:
$0,03molFe;0,04/3molA{{1}_{2}}03;0,1/3molAl$
Giả sử phản ứng tạo $xmolF{{e}^{2+}}$ và $ymolF{{e}^{2+}}~$
+) Bảo toàn $Fe=x+y=0,03\left( 1 \right)$
+) Bảo toàn e: $2{{n}_{Fe2+}}+3{{n}_{Fe3+}}+3{{n}_{Al}}=3{{n}_{NO}}+8{{n}_{NH4NO3~}}$
$\to 2x+3y+0,1=0,021.3+8{{n}_{NH4NO3}}\left( 2 \right)$
+) Bảo toàn N:
${{n}_{HNO3}}=nno+2{{n}_{NH4NO3}}+{{n}_{NO3muoi}}_{KL}\to 0,021+2{{n}_{NH4NO3}}+2x+3y+0,1+0,08=0,314$ (3)
Từ (2) (3) $+{{n}_{NH4NO3}}=0,015mol~$
$\to 2x+3y=0,083\left( 4 \right)$
Từ (1) (4) $x=0,007mol;y=0,023mol$
Vậy muối gồm $0,007molFe{{\left( N{{O}_{3}} \right)}_{2}};0,023molFe{{\left( N{{O}_{3}} \right)}_{3}};0,06molAl{{\left( N{{O}_{3}} \right)}_{3}}$ và $0,015molN{{H}_{4}}N{{O}_{3}}$
Nung các muối đến khối lượng không đổi:
$2X{{\left( N{{O}_{3}} \right)}_{3}}+{{X}_{2}}{{O}_{3}}+6N{{O}_{2}}+{{1,50}_{2}}$
$Fe{{\left( N{{O}_{3}} \right)}_{2}}\to FeO+2N{{O}_{2}}+1/2{{O}_{2}}$
$2FeO+1/2{{O}_{2}}\to F{{e}_{2}}{{O}_{3}}$
$N{{H}_{4}}N{{O}_{3}}\to {{N}_{2}}O+2{{H}_{2}}O$
Chất rắn sau nung chứa: $F{{e}_{2}}{{O}_{3}}\left( 0,015mol \right)$ và $A{{l}_{2}}{{O}_{3}}\left( 0,03mol \right)$
BTKL $\to $ ${{m}_{T}}$ $=m$ muối - mchất rắn
$=0,007.180+0,023.242+0,06.213+0,015.80-\left( 0,015.160+0,03.102 \right)~$
=15,346 gam gần nhất với 15,35 gam
Bảo toàn electron, bảo toàn nguyên tố.
Hướng dẫn giải:
$nal=0,06mol\to nFe304=0,01mol$
$~8Al+3F{{e}_{3}}{{O}_{4}}\to 4A{{1}_{2}}{{0}_{3}}+9Fe~$
Phản ứng hoàn toàn nên sau phản ứng có:
$0,03molFe;0,04/3molA{{1}_{2}}03;0,1/3molAl$
Giả sử phản ứng tạo $xmolF{{e}^{2+}}$ và $ymolF{{e}^{2+}}~$
+) Bảo toàn $Fe=x+y=0,03\left( 1 \right)$
+) Bảo toàn e: $2{{n}_{Fe2+}}+3{{n}_{Fe3+}}+3{{n}_{Al}}=3{{n}_{NO}}+8{{n}_{NH4NO3~}}$
$\to 2x+3y+0,1=0,021.3+8{{n}_{NH4NO3}}\left( 2 \right)$
+) Bảo toàn N:
${{n}_{HNO3}}=nno+2{{n}_{NH4NO3}}+{{n}_{NO3muoi}}_{KL}\to 0,021+2{{n}_{NH4NO3}}+2x+3y+0,1+0,08=0,314$ (3)
Từ (2) (3) $+{{n}_{NH4NO3}}=0,015mol~$
$\to 2x+3y=0,083\left( 4 \right)$
Từ (1) (4) $x=0,007mol;y=0,023mol$
Vậy muối gồm $0,007molFe{{\left( N{{O}_{3}} \right)}_{2}};0,023molFe{{\left( N{{O}_{3}} \right)}_{3}};0,06molAl{{\left( N{{O}_{3}} \right)}_{3}}$ và $0,015molN{{H}_{4}}N{{O}_{3}}$
Nung các muối đến khối lượng không đổi:
$2X{{\left( N{{O}_{3}} \right)}_{3}}+{{X}_{2}}{{O}_{3}}+6N{{O}_{2}}+{{1,50}_{2}}$
$Fe{{\left( N{{O}_{3}} \right)}_{2}}\to FeO+2N{{O}_{2}}+1/2{{O}_{2}}$
$2FeO+1/2{{O}_{2}}\to F{{e}_{2}}{{O}_{3}}$
$N{{H}_{4}}N{{O}_{3}}\to {{N}_{2}}O+2{{H}_{2}}O$
Chất rắn sau nung chứa: $F{{e}_{2}}{{O}_{3}}\left( 0,015mol \right)$ và $A{{l}_{2}}{{O}_{3}}\left( 0,03mol \right)$
BTKL $\to $ ${{m}_{T}}$ $=m$ muối - mchất rắn
$=0,007.180+0,023.242+0,06.213+0,015.80-\left( 0,015.160+0,03.102 \right)~$
=15,346 gam gần nhất với 15,35 gam
Đáp án A.