Câu hỏi: Hòa tan hết 21,48 gam hỗn hợp X gồm Fe, Mg và Fe(NO3)2 vào dung dịch chứa 0,42 mol H2SO4 loãng và 0,02 mol KNO3, thu được dung dịch Y (chất tan chỉ có 54,08 gam các muối trung hòa) và 3,74 gam hỗn hợp X gồm ba khí không màu (trong đó hai khí có số mol bằng nhau). Dung dịch Y phản ứng được tối đa với 0,82 mol NaOH, thu được 26,57 gam kết tủ
A. 40,10%
B. 58,82%
C. 41,67%
D. 68,96%
A. 40,10%
B. 58,82%
C. 41,67%
D. 68,96%
Phương pháp:
Bảo toàn khối lượng: mX + mH2SO4 +mKNO3 = mkhí + mmuối + mH2O + mH2O=?
Xét dd Y+ NaOH sau phản ứng thu được dd chứa Na": 0,82 (mol), K+: 0,02 (mol) và SO42-: 0,42 (mol)
Bảo toàn điện tích cho dd thu được sau pư thấy vừa đủ nên Y không còn NO3-
Đặt tổng khối lượng của Fe2+, Fe3+, Mg2+ = a(g)
Đặt số mol của NH4+ = b (mol)
Từ my và khối lượng kết tủa lập hệ pt tìm được a,b =?
BTNT "H" ta có: 2nH2SO4 = 2nH2 + 4nNH4+ + 2nH2O + nH2 = ? (mol)
BTKL: mNO3-(X) = mX - (mFe2+,Fe3+, Mg2+ ) = ? (g) → NNO3(x) = ? (mol)
BTNT "N": n(trong hh khí Z) = nNO3-(X) + nKNO3 - nNH4+ = ? (mol)
BTKL: mz = mH + mN + mO → mO(Z) = ? (g) → nO(Z) = ? (mol)
Z chứa H2: và hai trong 3 khí N2, NO, N2O
Biện luận giải nghiệm Z phù hợp.
Hướng dẫn giải:
[TH, :H, BTKL: mX + mH2SO4 + mKNO3 = mkhí + mmuối + mH2O
→ mH2O = 21,48 +0,42.98 +0,02.101 - 3,74 - 54,08 = 6,84 (g) → nH2O = 0,38 (mol)
Xét dd Y+ NaOH sau phản ứng thu được dd chứa Na+: 0,82 (mol); K+: 0,02 (mol) và SO42-: 0,42 (mol)
Bảo toàn điện tích cho dd thu được sau pư thấy vừa đủ nên Y không còn NO3-
Đặt tổng khối lượng của Fe2+ , Fe3+ , Mg2+ = a(g)
Đặt số mol của NH4+ =b (mol)
→ nOH- trong kết tủa = 0,82 - b (mol)
Ta có hệ pt:
BTNT "H" ta có: 2nH2SO4 = 2nH2 + 4nNH4 + 2nH2O + nH2 =(2.0,42-4.0,01 - 2.0,38)/2 = 0,02 (mol)
BTKL: MNO3-(X) = mX - (mFe2+,Fe3+, Mg2+) = 21,48 - 12,8 = 8,68 (g) → nNO3(X) = 0,14 (mol)
BTNT "N": nN(9trong hh khí Z) = nNO3-X + nNO3 - nNH4+ = 0,14 + 0,02 - 0,01 = 0,15 (mol)
BTKL: mZ = mY + mN + mO → mO(Z) = 3,74 - 0,02.2 -0,15.14 = 1,6 (g) → nO(Z) = 0,1 (mol)
Z chứa H2 : 0,02 (mol) và hai trong 3 khí N2, NO, N2O
TH1: Z chứa H2: 0,02 (mol) và N2 và NO: 0,1 (mol)
nN(Z) = 0,15 (mol) + nN2 = 0,025 (mol) → Loại vì không có hai khí có cùng số mol
TH2: Z chứa H2: 0,02 (mol) và N2 và N2O: 0,1 (mol)
nN(Z) = 0,15 (mol) → nN2 Âm→ loại
TH3: Z chứa H2: 0,02 (mol) và NO: x (mol) và N2O: y (mol)
Ta có hệ:
Bảo toàn khối lượng: mX + mH2SO4 +mKNO3 = mkhí + mmuối + mH2O + mH2O=?
Xét dd Y+ NaOH sau phản ứng thu được dd chứa Na": 0,82 (mol), K+: 0,02 (mol) và SO42-: 0,42 (mol)
Bảo toàn điện tích cho dd thu được sau pư thấy vừa đủ nên Y không còn NO3-
Đặt tổng khối lượng của Fe2+, Fe3+, Mg2+ = a(g)
Đặt số mol của NH4+ = b (mol)
Từ my và khối lượng kết tủa lập hệ pt tìm được a,b =?
BTNT "H" ta có: 2nH2SO4 = 2nH2 + 4nNH4+ + 2nH2O + nH2 = ? (mol)
BTKL: mNO3-(X) = mX - (mFe2+,Fe3+, Mg2+ ) = ? (g) → NNO3(x) = ? (mol)
BTNT "N": n(trong hh khí Z) = nNO3-(X) + nKNO3 - nNH4+ = ? (mol)
BTKL: mz = mH + mN + mO → mO(Z) = ? (g) → nO(Z) = ? (mol)
Z chứa H2: và hai trong 3 khí N2, NO, N2O
Biện luận giải nghiệm Z phù hợp.
Hướng dẫn giải:
[TH, :H, BTKL: mX + mH2SO4 + mKNO3 = mkhí + mmuối + mH2O
→ mH2O = 21,48 +0,42.98 +0,02.101 - 3,74 - 54,08 = 6,84 (g) → nH2O = 0,38 (mol)
Xét dd Y+ NaOH sau phản ứng thu được dd chứa Na+: 0,82 (mol); K+: 0,02 (mol) và SO42-: 0,42 (mol)
Bảo toàn điện tích cho dd thu được sau pư thấy vừa đủ nên Y không còn NO3-
Đặt tổng khối lượng của Fe2+ , Fe3+ , Mg2+ = a(g)
Đặt số mol của NH4+ =b (mol)
→ nOH- trong kết tủa = 0,82 - b (mol)
Ta có hệ pt:
BTNT "H" ta có: 2nH2SO4 = 2nH2 + 4nNH4 + 2nH2O + nH2 =(2.0,42-4.0,01 - 2.0,38)/2 = 0,02 (mol)
BTKL: MNO3-(X) = mX - (mFe2+,Fe3+, Mg2+) = 21,48 - 12,8 = 8,68 (g) → nNO3(X) = 0,14 (mol)
BTNT "N": nN(9trong hh khí Z) = nNO3-X + nNO3 - nNH4+ = 0,14 + 0,02 - 0,01 = 0,15 (mol)
BTKL: mZ = mY + mN + mO → mO(Z) = 3,74 - 0,02.2 -0,15.14 = 1,6 (g) → nO(Z) = 0,1 (mol)
Z chứa H2 : 0,02 (mol) và hai trong 3 khí N2, NO, N2O
TH1: Z chứa H2: 0,02 (mol) và N2 và NO: 0,1 (mol)
nN(Z) = 0,15 (mol) + nN2 = 0,025 (mol) → Loại vì không có hai khí có cùng số mol
TH2: Z chứa H2: 0,02 (mol) và N2 và N2O: 0,1 (mol)
nN(Z) = 0,15 (mol) → nN2 Âm→ loại
TH3: Z chứa H2: 0,02 (mol) và NO: x (mol) và N2O: y (mol)
Ta có hệ:
Đáp án C.