Google
Câu hỏi: Hòa tan hết 30,56 gam hỗn hợp gồm Mg, Fe3O4 và FeCO3 trong dung dịch chứa HCl và 0,24 mol HNO3, thấy thoát ra hỗn hợp khí X gồm CO2, NO và 0,08 mol N2O; đồng thời thu được dung dịch Y có khối lượng tăng 22,6 gam so với dung dịch ban đầu. Tỉ khối hơi của X so với He bằng 9,95. Cho dung dịch AgNO3 đến dư vào dung dịch Y, thu được 0,03 mol khí NO (sản phẩm khử duy nhất của N+5) và 239,66 gam kết tủa. Phần trăm khối lượng của Fe3O4 có trong hỗn hợp ban đầu gần nhất với
A. 37%.
B. 38%.
C. 39%.
D. 40%.
A. 37%.
B. 38%.
C. 39%.
D. 40%.
Phương pháp giải:
- Tóm tắt sơ đồ phản ứng.
- Vận dụng các định luật: bảo toàn khối lượng, bảo toàn e, bảo toàn nguyên tố để xác định các yếu tố trong sơ đồ.
Giải chi tiết:
Khi cho AgNO3 vào dd Y thu được khí NO → dd Y chứa Fe2+, H+ dư và không có NO3-.
mdd tăng = mhh - mkhí ⟹ mkhí = mhh - mdd tăng = 30,56 - 22,6 = 7,96 gam ⟹ nkhí = 7,96/(9,95.4) = 0,2 mol.
Ta có: $\left\{ \begin{array}{*{35}{l}}
{{n}_{khi}}={{n}_{C{{O}_{2}}}}+{{n}_{NO}}+0,08=0,2 \\
{{m}_{khi}}=44{{n}_{C{{O}_{2}}}}+30{{n}_{NO}}+0,08.44=7,96 \\
\end{array} \right.\Rightarrow \left\{ \begin{array}{*{35}{l}}
{{n}_{C{{O}_{2}}}}=0,06 \\
{{n}_{NO}}=0,06 \\
\end{array} \right.$
BTNT N → nNH4+ = nHNO3 - nNO - 2nN2O = 0,02 mol.
nH+(dd Y) = 4nNO (lần 2) = 0,12 mol.
$30,56\left( g \right)\left\{ \begin{aligned}
& Mg:a \\
& F{{e}_{3}}{{O}_{4}}:b \\
& FeC{{O}_{3}}:0,06 \\
\end{aligned} \right.+\left\{ \begin{aligned}
& HCl:c \\
& HN{{O}_{3}}:0,24 \\
\end{aligned} \right.\Rightarrow \left\{ \begin{aligned}
& X\left\{ \begin{aligned}
& C{{O}_{2}}:0,06 \\
& NO:0,06 \\
& {{N}_{2}}O:0,08 \\
\end{aligned} \right. \\
& dd.Y\left\{ \begin{aligned}
& M{{g}^{2+}} \\
& F{{e}^{3+}} \\
& F{{e}^{2+}} \\
& NH_{4}^{+}:0,02 \\
& {{H}^{+}}:0,12 \\
& C{{l}^{-}}:c \\
\end{aligned} \right.\xrightarrow[{}]{+AgN{{O}_{3 du}}}239,66\left( g \right)\downarrow \left\{ \begin{aligned}
& Ag \\
& AgCl:c \\
\end{aligned} \right.+NO:0,03 \\
& {{H}_{2}}O \\
\end{aligned} \right.$
+) mhh đầu = 24a + 232b + 0,06.116 = 30,56 (1)
+) Công thức nhanh: nH+ = 8nFe3O4 + 2nFeCO3 + 4nNO (tổng) + 10nNH4+ + 10nN2O
→ c + 0,24 = 8b + 2.0,06 + 4.(0,06 + 0,03) + 10.0,02 + 10.0,08 (2)
+) Áp dụng bảo toàn e: 2nMg + nFe3O4 + nFeCO3 = 3nNO(tổng) + 8nN2O + 8nNH4+ + nAg
→ 2a + b + 0,06 = 3.0,09 + 8.0,08 + 8.0,02 + nAg
→ nAg = 2a + b - 1,01 (mol).
→ m↓ = mAg + mAgCl = 108.(2a + b - 1,01) + 143,5. C = 239,66 (3)
Giải (1) (2) (3) được a = 0,5; b = 0,05; c = 1,64.
→ %mFe3O4 = (0,05.232/30,56). 100% = 37,96% gần nhất với 38%.
- Tóm tắt sơ đồ phản ứng.
- Vận dụng các định luật: bảo toàn khối lượng, bảo toàn e, bảo toàn nguyên tố để xác định các yếu tố trong sơ đồ.
Giải chi tiết:
Khi cho AgNO3 vào dd Y thu được khí NO → dd Y chứa Fe2+, H+ dư và không có NO3-.
mdd tăng = mhh - mkhí ⟹ mkhí = mhh - mdd tăng = 30,56 - 22,6 = 7,96 gam ⟹ nkhí = 7,96/(9,95.4) = 0,2 mol.
Ta có: $\left\{ \begin{array}{*{35}{l}}
{{n}_{khi}}={{n}_{C{{O}_{2}}}}+{{n}_{NO}}+0,08=0,2 \\
{{m}_{khi}}=44{{n}_{C{{O}_{2}}}}+30{{n}_{NO}}+0,08.44=7,96 \\
\end{array} \right.\Rightarrow \left\{ \begin{array}{*{35}{l}}
{{n}_{C{{O}_{2}}}}=0,06 \\
{{n}_{NO}}=0,06 \\
\end{array} \right.$
BTNT N → nNH4+ = nHNO3 - nNO - 2nN2O = 0,02 mol.
nH+(dd Y) = 4nNO (lần 2) = 0,12 mol.
$30,56\left( g \right)\left\{ \begin{aligned}
& Mg:a \\
& F{{e}_{3}}{{O}_{4}}:b \\
& FeC{{O}_{3}}:0,06 \\
\end{aligned} \right.+\left\{ \begin{aligned}
& HCl:c \\
& HN{{O}_{3}}:0,24 \\
\end{aligned} \right.\Rightarrow \left\{ \begin{aligned}
& X\left\{ \begin{aligned}
& C{{O}_{2}}:0,06 \\
& NO:0,06 \\
& {{N}_{2}}O:0,08 \\
\end{aligned} \right. \\
& dd.Y\left\{ \begin{aligned}
& M{{g}^{2+}} \\
& F{{e}^{3+}} \\
& F{{e}^{2+}} \\
& NH_{4}^{+}:0,02 \\
& {{H}^{+}}:0,12 \\
& C{{l}^{-}}:c \\
\end{aligned} \right.\xrightarrow[{}]{+AgN{{O}_{3 du}}}239,66\left( g \right)\downarrow \left\{ \begin{aligned}
& Ag \\
& AgCl:c \\
\end{aligned} \right.+NO:0,03 \\
& {{H}_{2}}O \\
\end{aligned} \right.$
+) mhh đầu = 24a + 232b + 0,06.116 = 30,56 (1)
+) Công thức nhanh: nH+ = 8nFe3O4 + 2nFeCO3 + 4nNO (tổng) + 10nNH4+ + 10nN2O
→ c + 0,24 = 8b + 2.0,06 + 4.(0,06 + 0,03) + 10.0,02 + 10.0,08 (2)
+) Áp dụng bảo toàn e: 2nMg + nFe3O4 + nFeCO3 = 3nNO(tổng) + 8nN2O + 8nNH4+ + nAg
→ 2a + b + 0,06 = 3.0,09 + 8.0,08 + 8.0,02 + nAg
→ nAg = 2a + b - 1,01 (mol).
→ m↓ = mAg + mAgCl = 108.(2a + b - 1,01) + 143,5. C = 239,66 (3)
Giải (1) (2) (3) được a = 0,5; b = 0,05; c = 1,64.
→ %mFe3O4 = (0,05.232/30,56). 100% = 37,96% gần nhất với 38%.
Đáp án B.