Google
Câu hỏi: Hòa tan hoàn toàn 16,4 gam hỗn hợp X gồm FeO, Fe3O4 và Cu (trong đó FeO chiếm 1/3 tổng số mol hỗn hợp X) trong dung dịch chứa NaNO3 và HCl, thu được dung dịch Y chỉ chứa các muối clorua và 0,896 lít NO (sản phẩm khử duy nhất của ${{N}^{+5}}$, đktc). Mặt khác, hòa tan hoàn toàn 16,4 gam hỗn hợp X trên trong dung dịch HCl thu được dung dịch Z chỉ chứa ba muối có tổng khối lượng 29,6 gam. Trộn dung dịch Y với dung dịch Z thu được dung dịch T. Cho dung dịch AgNO3 tới dư vào T thu được m gam kết tủa. Biết các phản ứng đều xảy ra hoàn toàn. Giá trị của m gần nhất với giá trị nào sau đây?
A. 196
B. 111
C. 160
D. 180
A. 196
B. 111
C. 160
D. 180
Đặt số mol của FeO, Fe3O4, Cu lần lượt là a, b, c mol.
Ta có hệ phương trình: $\left\{ \begin{aligned}
& a+b+c=3\text{a}\to 2\text{a}-b-c=0 \\
& 72\text{a}+232b+64c=16,4 \\
\end{aligned} \right.$ (1)
Hòa tan hoàn toàn 16,4 gam hỗn hợp X trên trong dung dịch HCl:
Ta có quá trình: X + 2HCl → Z + H2O
Bảo toàn khối lượng: ${{m}_{X}}+36,5.2{{n}_{{{H}_{2}}O}}={{m}_{Z}}+18{{n}_{{{H}_{2}}O}}\to {{n}_{{{H}_{2}}O}}=\dfrac{29,6-16,4}{55}=0,24\ mol$
$\to {{n}_{O(X)}}={{n}_{{{H}_{2}}O}}=0,24\ mol$
Ta có: ${{n}_{O(X)}}=a+4b=0,24\to a+4b=0,24$ (2)
Từ (1) và (2) suy ra: $a=0,04;b=0,05;c=0,03$
Vậy dung dịch Z gồm $F{{\text{e}}^{2+}}$ (0,15 mol), $F{{\text{e}}^{3+}}$ (0,04 mol) và $C{{u}^{2+}}$ (0,03 mol) và $C{{l}^{-}}$ (0,48 mol).
Khi cho hỗn hợp X tác dụng với dung dịch hỗn hợp HCl và NaNO3 thì:
Ta có ${{n}_{HCl\text{ pu}}}=2{{n}_{O(X)}}+4{{n}_{NO}}=0,64\ mol$
Gọi số mol của $F{{\text{e}}^{2+}}$ trong dung dịch Y là x mol.
Lại có: $\left\{ \begin{aligned}
& {{n}_{N{{a}^{+}}}}={{n}_{NO}}=0,04\ mol \\
& {{n}_{F{{\text{e}}^{3+}}}}=0,19-x\ mol \\
\end{aligned} \right.$
Bảo toàn điện tích trong dung dịch Y: $2{{n}_{F{{\text{e}}^{2+}}}}+3{{n}_{F{{\text{e}}^{3+}}}}+2{{n}_{C{{u}^{2+}}}}+{{n}_{N{{a}^{+}}}}={{n}_{C{{l}^{-}}}}\to x=0,03$
Vậy dung dịch Y gồm $F{{\text{e}}^{2+}}$ (0,03 mol), $F{{\text{e}}^{3+}}$ (0,16 mol) và $C{{u}^{2+}}$ (0,03 mol), $C{{l}^{-}}$ (0,64 mol) và $N{{a}^{+}}$ (0,04 mol).
Khi trộn dung dịch Y với dung dịch Z thì dung dịch T có chứa $F{{\text{e}}^{2+}}$ (0,18 mol) và $C{{l}^{-}}$ (1,12 mol).
Khi cho AgNO3 tác dụng với dung dịch T thì $\left\{ \begin{aligned}
& {{n}_{Ag}}={{n}_{F{{\text{e}}^{2+}}}}=0,18\ mol \\
& {{n}_{AgCl}}={{n}_{AgCl}}=1,12\ mol \\
\end{aligned} \right.$
$\to {{m}_{\downarrow }}=108{{n}_{Ag}}+143,5{{n}_{AgCl}}=180,16\ gam$.
Ta có hệ phương trình: $\left\{ \begin{aligned}
& a+b+c=3\text{a}\to 2\text{a}-b-c=0 \\
& 72\text{a}+232b+64c=16,4 \\
\end{aligned} \right.$ (1)
Hòa tan hoàn toàn 16,4 gam hỗn hợp X trên trong dung dịch HCl:
Ta có quá trình: X + 2HCl → Z + H2O
Bảo toàn khối lượng: ${{m}_{X}}+36,5.2{{n}_{{{H}_{2}}O}}={{m}_{Z}}+18{{n}_{{{H}_{2}}O}}\to {{n}_{{{H}_{2}}O}}=\dfrac{29,6-16,4}{55}=0,24\ mol$
$\to {{n}_{O(X)}}={{n}_{{{H}_{2}}O}}=0,24\ mol$
Ta có: ${{n}_{O(X)}}=a+4b=0,24\to a+4b=0,24$ (2)
Từ (1) và (2) suy ra: $a=0,04;b=0,05;c=0,03$
Vậy dung dịch Z gồm $F{{\text{e}}^{2+}}$ (0,15 mol), $F{{\text{e}}^{3+}}$ (0,04 mol) và $C{{u}^{2+}}$ (0,03 mol) và $C{{l}^{-}}$ (0,48 mol).
Khi cho hỗn hợp X tác dụng với dung dịch hỗn hợp HCl và NaNO3 thì:
Ta có ${{n}_{HCl\text{ pu}}}=2{{n}_{O(X)}}+4{{n}_{NO}}=0,64\ mol$
Gọi số mol của $F{{\text{e}}^{2+}}$ trong dung dịch Y là x mol.
Lại có: $\left\{ \begin{aligned}
& {{n}_{N{{a}^{+}}}}={{n}_{NO}}=0,04\ mol \\
& {{n}_{F{{\text{e}}^{3+}}}}=0,19-x\ mol \\
\end{aligned} \right.$
Bảo toàn điện tích trong dung dịch Y: $2{{n}_{F{{\text{e}}^{2+}}}}+3{{n}_{F{{\text{e}}^{3+}}}}+2{{n}_{C{{u}^{2+}}}}+{{n}_{N{{a}^{+}}}}={{n}_{C{{l}^{-}}}}\to x=0,03$
Vậy dung dịch Y gồm $F{{\text{e}}^{2+}}$ (0,03 mol), $F{{\text{e}}^{3+}}$ (0,16 mol) và $C{{u}^{2+}}$ (0,03 mol), $C{{l}^{-}}$ (0,64 mol) và $N{{a}^{+}}$ (0,04 mol).
Khi trộn dung dịch Y với dung dịch Z thì dung dịch T có chứa $F{{\text{e}}^{2+}}$ (0,18 mol) và $C{{l}^{-}}$ (1,12 mol).
Khi cho AgNO3 tác dụng với dung dịch T thì $\left\{ \begin{aligned}
& {{n}_{Ag}}={{n}_{F{{\text{e}}^{2+}}}}=0,18\ mol \\
& {{n}_{AgCl}}={{n}_{AgCl}}=1,12\ mol \\
\end{aligned} \right.$
$\to {{m}_{\downarrow }}=108{{n}_{Ag}}+143,5{{n}_{AgCl}}=180,16\ gam$.
Đáp án D.