Google
Câu hỏi: Hoà tan hoàn toàn 1180m gam hỗn hợp A gồm FeS2, FeS, FexOy, FeCO3 vào dung dịch chứa 2 mol HNO3. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch X (không chứa muối amoni) và 549m gam hỗn hợp khí T gồm CO2, NO, NO2. Dung dịch X tác dụng được với tối đa 20,16 gam Cu, thu được dung dịch Y và khí NO là sản phẩm khử duy nhất của N+5, khối lượng chất tan trong Y nhiều hơn khối lượng chất tan trong X là 18,18 gam. Mặt khác, dung dịch X cũng phản ứng với tối đa 0,87 mol Ba(OH)2, thu được 90,4 gam kết tủa. Biết trong A, oxi chiếm 24,407% về khối lượng. Phần trăm khối lượng NO2 trong T có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây?
A. 28,75%
B. 33,85%
C. 46,54%
D. 29,35%
A. 28,75%
B. 33,85%
C. 46,54%
D. 29,35%
Do $X+Cu\to \sinh kh\acute{i} NO\to X ch\ddot{o}\grave{u}a {{H}^{+}} va NO_{3}^{-}\to $ X chứa Fe3+.
Quy đổi A về Fe, S, O và CO2. Ta có sơ đồ phản ứng:
$\underbrace{\left\{ \begin{aligned}
& Fe:0,54 \\
& S:0,14 \\
& O \\
& C{{O}_{2}} \\
\end{aligned} \right.}_{1180m\left( gam \right)}\xrightarrow{+HN{{O}_{3}}:2mol}\left\langle \begin{aligned}
& \underbrace{C{{O}_{2}},NO,N{{O}_{2}}}_{549m\left( gam \right)} \\
& X\left\{ \begin{aligned}
& F{{e}^{3+}}:0,54 mol \\
& {{H}^{+}}:0,12 mol \\
& NO_{3}^{-}:1,46 mol \\
& SO_{4}^{2-}:0,14 mol \\
\end{aligned} \right.\left\langle \begin{aligned}
& \xrightarrow{Cu:0,315 mol}\left\{ \begin{aligned}
& F{{e}^{2+}} \\
& C{{u}^{2+}}:0,315 mol \\
& SO_{4}^{2-} \\
& NO_{3}^{-} \\
\end{aligned} \right.+NO\uparrow +{{H}_{2}}O \\
& \xrightarrow{Ba{{(OH)}_{2}}:0,87 mol}\underbrace{\downarrow \left\{ \begin{aligned}
& Fe{{(OH)}_{3}} \\
& BaS{{O}_{4}} \\
\end{aligned} \right.}_{90,4\left( gam \right)} \\
\end{aligned} \right. \\
& {{H}_{2}}O \\
\end{aligned} \right.$
Khi thêm Cu vào X có khí NO (a mol) thoát ra $\to $ ${{n}_{{{H}^{+}}}}=4a\left( mol \right), {{n}_{{{H}_{2}}O}}=2a\left( mol \right)$
Có m (dung dịch tăng) = m(Cu) – m(NO) – m(H2O)
$\to 18,18=20,l6-30a-2a.18\to a=0,03 mol\to n({{H}^{+}})=4a=0,12 mol.$
Có ${{n}_{O{{H}^{-}}}}={{n}_{{{H}^{+}}}}+3.{{n}_{Fe{{(OH)}_{3}}}}\to 0,87.2=0,12+3x\to x=0,54 mol$
$\to {{n}_{BaS{{O}_{4}}}}=\dfrac{90,4-0,54.107}{233}=0,14\left( mol \right)$
BTĐT: ${{n}_{NO_{3}^{-}}}+2.{{n}_{SO_{4}^{2-}}}=3.{{n}_{F{{e}^{3+}}}}+{{n}_{{{H}^{+}}}}\to {{n}_{NO_{3}^{-}}}+2.0,14=3.0,54+0,12\to {{n}_{NO_{3}^{-}}}=1,46\left( mol \right)$
Bảo toàn nguyên tố H: ${{n}_{{{H}_{2}}O}}=\dfrac{2-0,12}{2}=0,94\left( mol \right)$
Bảo toàn khối lượng:
$1180m+2.63=0,54.56+0,14.96+1,46.62+0,12+549m+0,94.18\to m=0,04.$
Có ${{n}_{O(X)}}=0,72={{n}_{O}}+{{n}_{C{{O}_{2}}}}$
Mà $16{{n}_{O}}+44.{{n}_{C{{O}_{2}}}}=1180.0,04-0,54.56-0,14.32$
Giải hệ trên: ${{n}_{O}}=0,56; {{n}_{C{{O}_{2}}}}=0,08$
Gọi số mol của NO và NO2 là a, b.
Ta có hệ: $\left\{ \begin{aligned}
& a+b=2-1,46 \\
& 30a+46b+0,08.44=549.0,04 \\
\end{aligned} \right.\to \left\{ \begin{aligned}
& a=0,4 \\
& b=0,14 \\
\end{aligned} \right.\to \%N{{O}_{2}}=29,32\%$
Quy đổi A về Fe, S, O và CO2. Ta có sơ đồ phản ứng:
$\underbrace{\left\{ \begin{aligned}
& Fe:0,54 \\
& S:0,14 \\
& O \\
& C{{O}_{2}} \\
\end{aligned} \right.}_{1180m\left( gam \right)}\xrightarrow{+HN{{O}_{3}}:2mol}\left\langle \begin{aligned}
& \underbrace{C{{O}_{2}},NO,N{{O}_{2}}}_{549m\left( gam \right)} \\
& X\left\{ \begin{aligned}
& F{{e}^{3+}}:0,54 mol \\
& {{H}^{+}}:0,12 mol \\
& NO_{3}^{-}:1,46 mol \\
& SO_{4}^{2-}:0,14 mol \\
\end{aligned} \right.\left\langle \begin{aligned}
& \xrightarrow{Cu:0,315 mol}\left\{ \begin{aligned}
& F{{e}^{2+}} \\
& C{{u}^{2+}}:0,315 mol \\
& SO_{4}^{2-} \\
& NO_{3}^{-} \\
\end{aligned} \right.+NO\uparrow +{{H}_{2}}O \\
& \xrightarrow{Ba{{(OH)}_{2}}:0,87 mol}\underbrace{\downarrow \left\{ \begin{aligned}
& Fe{{(OH)}_{3}} \\
& BaS{{O}_{4}} \\
\end{aligned} \right.}_{90,4\left( gam \right)} \\
\end{aligned} \right. \\
& {{H}_{2}}O \\
\end{aligned} \right.$
Khi thêm Cu vào X có khí NO (a mol) thoát ra $\to $ ${{n}_{{{H}^{+}}}}=4a\left( mol \right), {{n}_{{{H}_{2}}O}}=2a\left( mol \right)$
Có m (dung dịch tăng) = m(Cu) – m(NO) – m(H2O)
$\to 18,18=20,l6-30a-2a.18\to a=0,03 mol\to n({{H}^{+}})=4a=0,12 mol.$
Có ${{n}_{O{{H}^{-}}}}={{n}_{{{H}^{+}}}}+3.{{n}_{Fe{{(OH)}_{3}}}}\to 0,87.2=0,12+3x\to x=0,54 mol$
$\to {{n}_{BaS{{O}_{4}}}}=\dfrac{90,4-0,54.107}{233}=0,14\left( mol \right)$
BTĐT: ${{n}_{NO_{3}^{-}}}+2.{{n}_{SO_{4}^{2-}}}=3.{{n}_{F{{e}^{3+}}}}+{{n}_{{{H}^{+}}}}\to {{n}_{NO_{3}^{-}}}+2.0,14=3.0,54+0,12\to {{n}_{NO_{3}^{-}}}=1,46\left( mol \right)$
Bảo toàn nguyên tố H: ${{n}_{{{H}_{2}}O}}=\dfrac{2-0,12}{2}=0,94\left( mol \right)$
Bảo toàn khối lượng:
$1180m+2.63=0,54.56+0,14.96+1,46.62+0,12+549m+0,94.18\to m=0,04.$
Có ${{n}_{O(X)}}=0,72={{n}_{O}}+{{n}_{C{{O}_{2}}}}$
Mà $16{{n}_{O}}+44.{{n}_{C{{O}_{2}}}}=1180.0,04-0,54.56-0,14.32$
Giải hệ trên: ${{n}_{O}}=0,56; {{n}_{C{{O}_{2}}}}=0,08$
Gọi số mol của NO và NO2 là a, b.
Ta có hệ: $\left\{ \begin{aligned}
& a+b=2-1,46 \\
& 30a+46b+0,08.44=549.0,04 \\
\end{aligned} \right.\to \left\{ \begin{aligned}
& a=0,4 \\
& b=0,14 \\
\end{aligned} \right.\to \%N{{O}_{2}}=29,32\%$
Đáp án D.