Câu hỏi: Để khử hoàn toàn m gam hỗn hợp rắn X gồm FeO, Fe2O3 và Fe3O4 thành sắt kim loại cần vừa đủ 5,376 lít (đktc) hỗn hợp CO và H2. Hòa tan hết cũng lượng rắn X trên trong HNO3 dư, thấy có 0,72 mol HNO3 phản ứng và thoát ra NO là sản phẩm khử duy nhất. Giá trị m là
A. 16,84.
B. 15,12.
C. 18,90.
D. 16,16.
A. 16,84.
B. 15,12.
C. 18,90.
D. 16,16.
Phương pháp giải:
Quy đổi hỗn hợp X thành Fe và O.
* TN1:
Theo PTHH ⟹ nO(X)
* TN2:
Bảo toàn electron, bảo toàn nguyên tố N ⟹ nFe(X) ⟹ m = mFe(X) + mO(X).
Giải chi tiết:
Quy đổi hỗn hợp X thành Fe và O.
* TN1:
CO + O → CO2 ; H2 + O → H2O
Theo PTHH ⟹ nO(X) = nhh khí = 5,376/22,4 = 0,24 (mol).
* TN2:
- Gọi số mol Fe trong X là x (mol)
Bảo toàn nguyên tố Fe ⟹ nFe(NO3)3 = nFe(X) = x (mol).
- Xét quá trình cho – nhận electron:
Fe → Fe3+ + 3e
O + 2e → O2- ; N5+ + 3e → N2+
Bảo toàn electron ⟹ 3nFe(X) = 2nO(X) + 3nNO ⟹ nNO= (3x – 0,48)/3 = x – 0,16 (mol).
Bảo toàn nguyên tố N ⟹ nHNO3(pứ) = 3nFe(NO3)3 + nNO
⟹ 0,72 = 3x + x – 0,16 ⟹ x = 0,22 (mol).
Vậy m = mFe(X) + mO(X) = 0,22.56 + 0,24.16 = 16,16 (g).
Quy đổi hỗn hợp X thành Fe và O.
* TN1:
Theo PTHH ⟹ nO(X)
* TN2:
Bảo toàn electron, bảo toàn nguyên tố N ⟹ nFe(X) ⟹ m = mFe(X) + mO(X).
Giải chi tiết:
Quy đổi hỗn hợp X thành Fe và O.
* TN1:
CO + O → CO2 ; H2 + O → H2O
Theo PTHH ⟹ nO(X) = nhh khí = 5,376/22,4 = 0,24 (mol).
* TN2:
- Gọi số mol Fe trong X là x (mol)
Bảo toàn nguyên tố Fe ⟹ nFe(NO3)3 = nFe(X) = x (mol).
- Xét quá trình cho – nhận electron:
Fe → Fe3+ + 3e
O + 2e → O2- ; N5+ + 3e → N2+
Bảo toàn electron ⟹ 3nFe(X) = 2nO(X) + 3nNO ⟹ nNO= (3x – 0,48)/3 = x – 0,16 (mol).
Bảo toàn nguyên tố N ⟹ nHNO3(pứ) = 3nFe(NO3)3 + nNO
⟹ 0,72 = 3x + x – 0,16 ⟹ x = 0,22 (mol).
Vậy m = mFe(X) + mO(X) = 0,22.56 + 0,24.16 = 16,16 (g).
Đáp án D.