Dung dịch X gồm 0,02 mol Cu(NO3)2 và 0,1 mol H2SO4. Khối lượng Fe...

Phân tích: Đây là bài tập rất hay, nếu không nắm vững kiến thức sẽ chọn sai đáp án, cả 3 phương án nhiễu đề có vẻ đúng cho mỗi trường hợp sai, bạn đọc tham khảo 5 hướng giải sai và 2 cách giải đúng sau đây:
Hướng giải sai 1:
$\begin{array}{rl}& Fe+Cu{(N{O}_3)}_2\to Fe{(N{O}_3)}_2+Cu\\ & 0,02\leftarrow 0,02\end{array}$
$\begin{array}{rl}& Fe+H_{2}S{O}_4\to FeS{O}_4+H_2\uparrow \\ & 0,1\leftarrow \text{ 0}\text{,1}\end{array}$ $\Rightarrow m_{Fe}=(0,02+0,1).56=6,72gam$
Hướng giải sai 2: Quên phản ứng của Fe với Cu2+​ và H+​ còn dư sau phản ứng (1)
$\begin{array}{rl}& Fe+4H^{+}+N{O}_3^{-}\to F{e}^{3+}+NO+2H_{2}O(1)\\ & 0,04\leftarrow 0,16\leftarrow 0,04\end{array}$
$\Rightarrow m_{Fe}=0,04.56=2,24gam$ => chọn đáp án sai là D.
Hướng giải sai 3: Quên phản ứng của Fe với H+​ còn dư sau phản ứng (1)
$\begin{array}{rl}& Fe+4H^{+}+N{O}_3^{-}\to F{e}^{3+}+NO+2H_{2}O(1)\\ & 0,04\leftarrow 0,16\leftarrow 0,04\end{array}$
$\begin{array}{rl}& Fe+C{u}^{2+}\to F{e}^{2+}+Cu(2)\\ & 0,02\leftarrow 0,02\end{array}$
$\Rightarrow m_{Fe}=(0,04+0,02).56=3,36gam$ => chọn đáp án sai là C.
Hướng giải sai 4: Để Fe tối đa thì phản ứng tạo muối Fe2+​ ở (1)
$\begin{array}{rl}& 3Fe+\text{ 8}{H}^{+}+\text{ 2}N{O}_3^{-}\to 3F{e}^{3+}+2NO+4H_{2}O(1)\\ & 0,06\leftarrow 0,16\leftarrow 0,04\end{array}$
$\Rightarrow m_{Fe}=0,06.56=3,36gam$ => chọn đáp án sai là C.
Hướng giải sai 5: Ở phản ứng (1) tạo muối Fe3+​ thì $n_{Fe}=n_{N{O}_3^{-}}=0,04mol$ => Fe không phải tối đa
$\begin{array}{rl}& Fe+4H^{+}+N{O}_3^{-}\to F{e}^{3+}+NO+2H_{2}O(1)\\ & 0,04\leftarrow 0,16\leftarrow 0,04\end{array}$
$\begin{array}{rl}& Fe+C{u}^{2+}\to F{e}^{2+}+Cu(2)\\ & 0,02\leftarrow 0,02\end{array}$
nH+ dư sau phản ứng (1)​ = $0,2-0,16=0,04mol$
$\begin{array}{rl}& Fe+2H^{+}\to F{e}^{2+}+H_2(3)\\ & 0,02\leftarrow 0,04\end{array}$ $\Rightarrow m_{Fe}=(0,04+0,02+0,02).56=4,48gam$
=> Chọn đáp án sai là A.
Hướng giải đúng 6: Để Fe tối đa thì phản ứng tạo muối Fe2+​ ở (1)
$\begin{array}{rl}& 3Fe+\text{ 8}{H}^{+}+\text{ 2}N{O}_3^{-}\to 3F{e}^{3+}+2NO+4H_{2}O(1)\\ & 0,06\leftarrow 0,16\leftarrow 0,04\end{array}$
$\begin{array}{rl}& Fe+C{u}^{2+}\to F{e}^{2+}+Cu(2)\\ & 0,02\leftarrow 0,02\end{array}$
nH+ dư sau phản ứng (1)​ = $0,2-0,16=0,04mol$
$\begin{array}{rl}& Fe+2H^{+}\to F{e}^{2+}+H_2(3)\\ & 0,02\leftarrow 0,04\end{array}$
$\Rightarrow m_{Fe}=(0,06+0,02+0,02).56=5,6gam$ => chọn đáp án đúng là B
Hướng giải đúng 7: Để Fe tối đa thì phản ứng tối đa với (H+​ và NO3​-​), Cu2+​, H+​ tạo ra muối Fe2+​
- Vì ${\displaystyle \frac{n_{H^{+}}}{n_{N{O}_3^{-}}}}={\displaystyle \frac{0,2}{0,04}}>4$ => NO3​-​ hết- $Fe+X\{\begin{array}{rl}& H_{2}S{O}_4\\ & Cu{(N{O}_3)}_2\end{array}\to Y\{\begin{array}{rl}& F{e}^{2+}\\ & S{O}_4^{2-}\end{array}+\{\begin{array}{rl}& NO\\ & H_2\end{array}+H_{2}O$
- Dễ thấy trong Y luôn có $n_{F{e}^{2+}}=n_{S{O}_4^{2-}}=0,1mol\Rightarrow m_{Fe}=0,1.56=5,6gam$