Google
Câu hỏi: Trong bình kín không có không khí chứa 18,40 gam hỗn hợp rắn X gồm FeCO3, Fe(NO3)2, FeS và Fe (trong đó oxi chiếm 15,65% về khối lượng). Nung bình ở nhiệt độ cao đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được hỗn hợp rắn Y và 0,08 mol hỗn hợp khí Z gồm ba khí có tỉ khối hơi so với He bằng a. Hòa tan hết rắn Y trong 91,00 gam dung dịch H2SO4 84%, kết thúc phản ứng thu được dung dịch T và 0,40 mol khí SO2 (không có sản phẩm khử khác). Cho 740 ml dung dịch NaOH 1M vào dung dịch T, thu được 23,54 gam kết tủa duy nhất. Giá trị của a gần nhất với giá trị nào sau đây?
A. 11,5.
B. 12,0.
C. 12,2.
D. 13,5.
A. 11,5.
B. 12,0.
C. 12,2.
D. 13,5.
Trong hỗn hợp X: ${{n}_{O\left( X \right)}}=\dfrac{18,4.15,65\%}{16}=0,18 mol$
Hỗn hợp khí Z (0,08 mol) gồm CO2, NO2 và SO2.
$\to {{n}_{O\left( Z \right)}}=2.0,08=0,16 mol$
Quy đổi hỗn hợp Y gồm Fe (a mol), S (b mol) và O $\left( 0,18-0,16=0,02mol \right)$.
Ta có: ${{n}_{{{H}_{2}}S{{O}_{4}}}}=\dfrac{91.84\%}{98}=0,78 mol$ ; ${{n}_{NaOH}}=0,74 mol$
Ta có quá trình:
$X\left\{ \begin{aligned}
& FeC{{O}_{3}} \\
& Fe{{\left( N{{O}_{3}} \right)}_{2}} \\
& FeS \\
& Fe \\
\end{aligned} \right.\xrightarrow[{}]{{}}\left\langle \begin{aligned}
& Y\left\{ \begin{aligned}
& Fe\left( a mol \right) \\
& O\left( 0,02 mol \right) \\
& S\left( b mol \right) \\
\end{aligned} \right.\xrightarrow[{}]{\underbrace{{{H}_{2}}S{{O}_{4}}}_{0,78 mol}}\left\langle \begin{aligned}
& \left\{ \begin{aligned}
& \underbrace{F{{e}_{2}}{{\left( S{{O}_{4}} \right)}_{3}}}_{0,5a mol} \\
& \underbrace{{{H}_{2}}S{{O}_{4}}}_{0,4 mol} \\
\end{aligned} \right.\xrightarrow[{}]{\underbrace{NaOH}_{0,74 mol}}23,54 gam\downarrow \\
& \underbrace{S{{O}_{2}}}_{0,4 mol} \\
\end{aligned} \right. \\
& Z\left\{ \begin{aligned}
& C{{O}_{2}} \\
& N{{O}_{2}} \\
& S{{O}_{2}} \\
\end{aligned} \right. \\
\end{aligned} \right.$
Ta có: ${{m}_{\downarrow }}={{m}_{Fe{{\left( OH \right)}_{3}}}}\to {{n}_{Fe{{\left( OH \right)}_{3}}}}=0,22 mol$
$\to {{n}_{NaOH}}=3{{n}_{Fe{{\left( OH \right)}_{3}}}}=0,66 mol$
$\to {{n}_{NaOH pư\ với {{H}_{2}}S{{O}_{4}} dư\left( T \right)}}=0,74-0,66=0,08 mol$
$\to {{n}_{{{H}_{2}}S{{O}_{4}} dư \left( T \right)}}=\dfrac{1}{2}{{n}_{NaOH}}=0,04 mol$
$\to {{n}_{{{H}_{2}}S{{O}_{4}} pư\ với\ Y}}=0,78-0,04=0,74 mol$
Bảo toàn nguyên tố S: $b+0,78=3.0,5a+0,04+0,4\to 1,5a+b=0,34$ $\left( * \right)$
Bảo toàn electron: $3a+6b=0,02.2+0,4.2\to 3a+6b=0,84$ $\left( ** \right)$
Từ $\left( * \right)$ và $\left( ** \right)$ suy ra: $a=0,24$ ; $b=0,02$
$\to {{m}_{Y}}=0,24.56+0,02.32+0,02.16=14,4 gam$
Bảo toàn khối lượng: ${{m}_{Z}}={{m}_{X}}-{{m}_{Y}}=18,4-14,4=4 gam$
$\to {{M}_{Z}}=\dfrac{4}{0,08}=50\to {{d}_{Z/He}}=12,5$
Hỗn hợp khí Z (0,08 mol) gồm CO2, NO2 và SO2.
$\to {{n}_{O\left( Z \right)}}=2.0,08=0,16 mol$
Quy đổi hỗn hợp Y gồm Fe (a mol), S (b mol) và O $\left( 0,18-0,16=0,02mol \right)$.
Ta có: ${{n}_{{{H}_{2}}S{{O}_{4}}}}=\dfrac{91.84\%}{98}=0,78 mol$ ; ${{n}_{NaOH}}=0,74 mol$
Ta có quá trình:
$X\left\{ \begin{aligned}
& FeC{{O}_{3}} \\
& Fe{{\left( N{{O}_{3}} \right)}_{2}} \\
& FeS \\
& Fe \\
\end{aligned} \right.\xrightarrow[{}]{{}}\left\langle \begin{aligned}
& Y\left\{ \begin{aligned}
& Fe\left( a mol \right) \\
& O\left( 0,02 mol \right) \\
& S\left( b mol \right) \\
\end{aligned} \right.\xrightarrow[{}]{\underbrace{{{H}_{2}}S{{O}_{4}}}_{0,78 mol}}\left\langle \begin{aligned}
& \left\{ \begin{aligned}
& \underbrace{F{{e}_{2}}{{\left( S{{O}_{4}} \right)}_{3}}}_{0,5a mol} \\
& \underbrace{{{H}_{2}}S{{O}_{4}}}_{0,4 mol} \\
\end{aligned} \right.\xrightarrow[{}]{\underbrace{NaOH}_{0,74 mol}}23,54 gam\downarrow \\
& \underbrace{S{{O}_{2}}}_{0,4 mol} \\
\end{aligned} \right. \\
& Z\left\{ \begin{aligned}
& C{{O}_{2}} \\
& N{{O}_{2}} \\
& S{{O}_{2}} \\
\end{aligned} \right. \\
\end{aligned} \right.$
Ta có: ${{m}_{\downarrow }}={{m}_{Fe{{\left( OH \right)}_{3}}}}\to {{n}_{Fe{{\left( OH \right)}_{3}}}}=0,22 mol$
$\to {{n}_{NaOH}}=3{{n}_{Fe{{\left( OH \right)}_{3}}}}=0,66 mol$
$\to {{n}_{NaOH pư\ với {{H}_{2}}S{{O}_{4}} dư\left( T \right)}}=0,74-0,66=0,08 mol$
$\to {{n}_{{{H}_{2}}S{{O}_{4}} dư \left( T \right)}}=\dfrac{1}{2}{{n}_{NaOH}}=0,04 mol$
$\to {{n}_{{{H}_{2}}S{{O}_{4}} pư\ với\ Y}}=0,78-0,04=0,74 mol$
Bảo toàn nguyên tố S: $b+0,78=3.0,5a+0,04+0,4\to 1,5a+b=0,34$ $\left( * \right)$
Bảo toàn electron: $3a+6b=0,02.2+0,4.2\to 3a+6b=0,84$ $\left( ** \right)$
Từ $\left( * \right)$ và $\left( ** \right)$ suy ra: $a=0,24$ ; $b=0,02$
$\to {{m}_{Y}}=0,24.56+0,02.32+0,02.16=14,4 gam$
Bảo toàn khối lượng: ${{m}_{Z}}={{m}_{X}}-{{m}_{Y}}=18,4-14,4=4 gam$
$\to {{M}_{Z}}=\dfrac{4}{0,08}=50\to {{d}_{Z/He}}=12,5$
Đáp án C.