Câu hỏi: Hỗn hợp gồm Fe3O4, Mg và FeCO3. Hòa tan hết 43,20 gam X trong m gam dung dịch chứa HCl 10% và 0,14 mol HNO3, thu được (m + 35,84) gam dung dịch Y và hỗn hợp khí Z (gồm CO2; 4a mol NO và a mol N2) có tỉ khối so với He bằng 9,2. Cho dung dịch AgNO3 đến dư vào dung dịch Y, thu được dung dịch A, 271,12 gam kết tủa và 0,025 mol khí NO (NO là sản phẩm khử duy nhất của N+5). Nồng độ phần trăm của muối Fe(II) trong dung dịch Y là
A. 5,74%.
B. 4,75%.
C. 6,35%.
D. 4,88%.
A. 5,74%.
B. 4,75%.
C. 6,35%.
D. 4,88%.
Bước 1: Tính số mol các khí trong Z
Z gồm CO2: b mol; N2: a mol và NO: 4a mol
mZ= 43,2-35,84 = 7,36 gam hay nZ = 7,36: 36,8 = 0,2 mol
nZ = 5a + b = 0,2 và mZ = 148a + 44b = 7,36 nên a =0,02 và b = 0,1 mol
Bước 2: Tính số mol các chất trong X
43,2 gam
Fe3O4
Mg + HCl + HNO3
FeCO3 0,14 0,1 0,08 0,02
Ag+ + Cl-
3Fe2+ + 4H+ + NO3-
Ag+ + Fe2+
Từ (1): Bảo toàn C: FeCO3: 0,1 mol
Bảo toàn N: NH4+: 0,02 mol
X gồm Fe3O4: a mol; Mg: b mol và FeCO3: 0,1 mol nên 232a + 24b = 43,2 -0,1.116 = 31,6 (I)
Từ (3) thì nH+ trong Y = 0,025.4 = 0,1 mol
Y gồm:
Mg2+: b mol; NH4+: 0,02 mol; H+: 0,1 mol; Fe2+: c mol; Fe3+: (3a+ 0,1-c) mol và Cl-: 9a+2b-c+ 0,42 mol (bảo toàn điện tích)
Nhiệm vụ H+: nHCl + nHNO3 = 8nFe3O4 + 2nCO2 + 4nNO + 12nN2 + 10nNH4+ + nH+ trong Y
nHCl = 8a + 0,2 + 0,32 + 0,24 + 0,2 + 0,1 -0,14 = 8a + 0,92
Bảo toàn Cl: nHCl = nCl- trong Y nên 8a + 0,92 = 9a + 2b - c + 0,42 hay a + 2b - c = 0,5 (II)
Từ (1), (2) và (3) thì kết tủa gồm: AgCl: (8a + 0,92) mol
Ag: (c- 0,075) mol
143,5 (8a + 0,92) + 108 (c-0,075) = 271,12
1148a + 108c = 147,2 (III)
Từ (I), (II) và (III) thi a = 0,1 b= 0,35 c= 0,3
Bước 3: Tính C\%
nHCl =8a + 0,92 = 1,72 mol nên mdd axit = 1,72.36,5: 10.100 = 627,8 gam
Bảo toàn khối lượng: mdd Y = 43,2 + 627,8 – 7,36 = 663,64 gam
C\%FeCl2 = 0,3.127: 663,64.100 = 5,74\%
Z gồm CO2: b mol; N2: a mol và NO: 4a mol
mZ= 43,2-35,84 = 7,36 gam hay nZ = 7,36: 36,8 = 0,2 mol
nZ = 5a + b = 0,2 và mZ = 148a + 44b = 7,36 nên a =0,02 và b = 0,1 mol
Bước 2: Tính số mol các chất trong X
43,2 gam
Fe3O4
Mg + HCl + HNO3
FeCO3 0,14 0,1 0,08 0,02
Ag+ + Cl-
3Fe2+ + 4H+ + NO3-
Ag+ + Fe2+
Từ (1): Bảo toàn C: FeCO3: 0,1 mol
Bảo toàn N: NH4+: 0,02 mol
X gồm Fe3O4: a mol; Mg: b mol và FeCO3: 0,1 mol nên 232a + 24b = 43,2 -0,1.116 = 31,6 (I)
Từ (3) thì nH+ trong Y = 0,025.4 = 0,1 mol
Y gồm:
Mg2+: b mol; NH4+: 0,02 mol; H+: 0,1 mol; Fe2+: c mol; Fe3+: (3a+ 0,1-c) mol và Cl-: 9a+2b-c+ 0,42 mol (bảo toàn điện tích)
Nhiệm vụ H+: nHCl + nHNO3 = 8nFe3O4 + 2nCO2 + 4nNO + 12nN2 + 10nNH4+ + nH+ trong Y
nHCl = 8a + 0,2 + 0,32 + 0,24 + 0,2 + 0,1 -0,14 = 8a + 0,92
Bảo toàn Cl: nHCl = nCl- trong Y nên 8a + 0,92 = 9a + 2b - c + 0,42 hay a + 2b - c = 0,5 (II)
Từ (1), (2) và (3) thì kết tủa gồm: AgCl: (8a + 0,92) mol
Ag: (c- 0,075) mol
143,5 (8a + 0,92) + 108 (c-0,075) = 271,12
1148a + 108c = 147,2 (III)
Từ (I), (II) và (III) thi a = 0,1 b= 0,35 c= 0,3
Bước 3: Tính C\%
nHCl =8a + 0,92 = 1,72 mol nên mdd axit = 1,72.36,5: 10.100 = 627,8 gam
Bảo toàn khối lượng: mdd Y = 43,2 + 627,8 – 7,36 = 663,64 gam
C\%FeCl2 = 0,3.127: 663,64.100 = 5,74\%
Đáp án A.