Google
Câu hỏi: Hòa tan hoàn toàn 3,92 gam bột Fe vào 44,1 gam dung dịch HNO3 50% thu được dung dịch X (không có ion $NH_{4}^{+}$, bỏ qua sự hòa tan của các khí trong nước và sự bay hơi của nước). Cho X phản ứng với 200 ml dung dịch chứa đồng thời KOH 0,5M và NaOH 1M. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, lọc bỏ kết tủa thu được dung dịch Y. Cô cạn dung dịch Y thu được chất rắn Z. Nung Z đến khối lượng không đổi, thu được 20,56 gam hỗn hợp chất rắn khan. Nồng độ phần trăm của Fe(NO3)3 trong dung dịch X là
A. 37,18%.
B. 37,52%.
C. 38,71%.
D. 35,27%.
A. 37,18%.
B. 37,52%.
C. 38,71%.
D. 35,27%.
Sơ đồ phản ứng
$\underbrace{Fe}_{0,07 mol}+\underbrace{HN{{O}_{3}}}_{0,35 mol}\to \left\{ \begin{aligned}
& \uparrow \\
& X\left\{ \begin{aligned}
& F{{e}^{3+}} \\
& NO_{3}^{-} \\
& {{H}^{+}}du \\
\end{aligned} \right. \\
& {{H}_{2}}O \\
\end{aligned} \right.\xrightarrow[+KOH:0,1 mol]{+NaOH:0,2 mol}\left\{ \begin{aligned}
& \downarrow \\
& Y\xrightarrow{-{{H}_{2}}O}\left\{ \begin{aligned}
& N{{a}^{+}}:0,2 mol \\
& {{K}^{+}}:0,1 mol \\
& NO_{3}^{-},O{{H}^{-}} \\
\end{aligned} \right.\xrightarrow{t{}^\circ }\left\{ \begin{aligned}
& N{{a}^{+}}:0,2 mol \\
& {{K}^{+}}:0,1 mol \\
& NO_{2}^{-},O{{H}^{-}} \\
\end{aligned} \right. \\
\end{aligned} \right.$
Xét phản ứng nung $Z:$
$Z$ gồm $N{{a}^{+}}$ (0,2 mol), ${{K}^{+}}$ (0,1 mol), $NO_{2}^{-}$ (a mol) và $O{{H}^{-}}$ (b mol).
Bảo toàn điện tích: $a+b=0,2+0,1$ (1)
Ta có: $0,2.23+0,1.39+46\text{a}+17b=20,56$ (2)
Từ (1) và (2) suy ra: $a=0,24; b=0,06$
Bảo toàn nguyên tố N:
Xét phản ứng $F\text{e}+HN{{O}_{3}}:$
Dung dịch X gồm $F{{\text{e}}^{3+}}$ (0,07 mol); $NO_{3}^{-}$ (0,24 mol), ${{H}^{+}}$.
Bảo toàn điện tích: ${{n}_{{{H}^{+}}}}={{n}_{NO_{3}^{-}}}-3{{n}_{F{{\text{e}}^{3+}}}}=0,24-0,07.3=0,03 mol$
Bảo toàn nguyên tố H: ${{n}_{{{H}_{2}}O}}=\dfrac{0,35-0,03}{2}=0,16 mol$
Bảo toàn nguyên tố O: ${{n}_{O\left( kh\acute{i} \right)}}=0,35.3-0,24.3-0,16=0,17 mol$
Bảo toàn khối lượng: ${{m}_{dd sau pu}}=3,92+44,1-0,11.14-0,17.16=43,76 gam$
Nồng độ phần trăm của Fe(NO3)3 trong dung dịch X là: $\dfrac{0,07.242}{43,76}.100\%=38,71\%$
$\underbrace{Fe}_{0,07 mol}+\underbrace{HN{{O}_{3}}}_{0,35 mol}\to \left\{ \begin{aligned}
& \uparrow \\
& X\left\{ \begin{aligned}
& F{{e}^{3+}} \\
& NO_{3}^{-} \\
& {{H}^{+}}du \\
\end{aligned} \right. \\
& {{H}_{2}}O \\
\end{aligned} \right.\xrightarrow[+KOH:0,1 mol]{+NaOH:0,2 mol}\left\{ \begin{aligned}
& \downarrow \\
& Y\xrightarrow{-{{H}_{2}}O}\left\{ \begin{aligned}
& N{{a}^{+}}:0,2 mol \\
& {{K}^{+}}:0,1 mol \\
& NO_{3}^{-},O{{H}^{-}} \\
\end{aligned} \right.\xrightarrow{t{}^\circ }\left\{ \begin{aligned}
& N{{a}^{+}}:0,2 mol \\
& {{K}^{+}}:0,1 mol \\
& NO_{2}^{-},O{{H}^{-}} \\
\end{aligned} \right. \\
\end{aligned} \right.$
Xét phản ứng nung $Z:$
$Z$ gồm $N{{a}^{+}}$ (0,2 mol), ${{K}^{+}}$ (0,1 mol), $NO_{2}^{-}$ (a mol) và $O{{H}^{-}}$ (b mol).
Bảo toàn điện tích: $a+b=0,2+0,1$ (1)
Ta có: $0,2.23+0,1.39+46\text{a}+17b=20,56$ (2)
Từ (1) và (2) suy ra: $a=0,24; b=0,06$
Bảo toàn nguyên tố N:
Xét phản ứng $F\text{e}+HN{{O}_{3}}:$
Dung dịch X gồm $F{{\text{e}}^{3+}}$ (0,07 mol); $NO_{3}^{-}$ (0,24 mol), ${{H}^{+}}$.
Bảo toàn điện tích: ${{n}_{{{H}^{+}}}}={{n}_{NO_{3}^{-}}}-3{{n}_{F{{\text{e}}^{3+}}}}=0,24-0,07.3=0,03 mol$
Bảo toàn nguyên tố H: ${{n}_{{{H}_{2}}O}}=\dfrac{0,35-0,03}{2}=0,16 mol$
Bảo toàn nguyên tố O: ${{n}_{O\left( kh\acute{i} \right)}}=0,35.3-0,24.3-0,16=0,17 mol$
Bảo toàn khối lượng: ${{m}_{dd sau pu}}=3,92+44,1-0,11.14-0,17.16=43,76 gam$
Nồng độ phần trăm của Fe(NO3)3 trong dung dịch X là: $\dfrac{0,07.242}{43,76}.100\%=38,71\%$
Đáp án C.
