Có 3,94 gam hỗn hợp X gồm bột Al và Fe3O4 (trong đó Al chiếm 41,12% về khối lượng) thực hiện

Câu hỏi số 194152:

Vận dụng cao

Có 3,94 gam hỗn hợp X gồm bột Al và Fe₃O₄(trong đó Al chiếm 41,12% về khối lượng) thực hiện phản ứng nhiệt nhôm hoàn toàn hỗn hợp X trong chân không thu được hỗn hợp Y. Hòa tan hoàn toàn Y trong dung dịch chứa 0,314 mol HNO₃ thu được dung dịch Z chỉ có các muối và 0,02 mol một khí duy nhất là NO. Cô cạn dung dịch Z, rồi thu lấy chất rắn khan nung trong chân không đến khối lượng không đổi thu được hỗn hợp khí và hơi T. Khối lượng của T gần nhất với giá trị nào sau đây?

A. 14,15 gam.

B. 15,35 gam.

C. 15,78 gam.

D. 14,58 gam.

Đáp án đúng là: B

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:194152

Phương pháp giải

Bảo toàn electron, bảo toàn nguyên tố.

Giải chi tiết

Theo đề bài Al chiếm 41,12% về khối lượng hỗn hợp nên ta có:

\({m_{Al}} = 3,94.\dfrac{{41,12}}{{100}} = 1,62(g) \to {m_{F{e_3}{O_4}}} = 3,94 - 1,62 = 2,32(g)\)

⟹ n_Al = 0,06 mol và n_Fe3O4 = 0,01 mol

Quy đổi hỗn hợp Y thành Al (0,06 mol); Fe (0,03 mol); O (0,04 mol)

Giả sử dung dịch Z chứa: x mol Fe²⁺; y mol Fe³⁺; z mol NH₄⁺

+ Bảo toàn Fe ⟹ x + y = 0,03 (1)

+ Quá trình cho - nhận e:

Al⁰ → Al⁺³ + 3e N⁺⁵ + 3e → N⁺² (NO)

0,06 → 0,18 0,06 ← 0,02

Fe⁰ → Fe⁺² + 2e N⁺⁵ + 8e → NH₄⁺

x → 2x 8z ← z

Fe⁰ → Fe⁺³ + 3e O⁰ + 2e → O^-2

y → 3y 0,04 → 0,08

Áp dụng bảo toàn e ⟹ 0,18 + 2x + 3y = 0,06 + 8z + 0,08 (2)

+ Dung dịch Z chứa: Al³⁺ (0,06); Fe²⁺ (x); Fe³⁺ (y); NH₄⁺ (z); NO₃^‑ (Bảo toàn điện tích ⟹ 2x+3y+z+0,18)

Bảo toàn nguyên tố N ⟹ n_HNO3pư = n_NO3-(muối) + n_NH4+ + n_NO

⟹ 0,314 = (2x + 3y + z + 0,18) + z + 0,02 (3)

Giải hệ (1) (2) (3) được x = 0,0068; y = 0,0232; z = 0,0154

Vậy muối Z chứa: Al(NO₃)₃ (0,06); Fe(NO₃)₂ (0,0068); Fe(NO₃)₃ (0,0232); NH₄NO₃ (0,0154)

Nung muối tới khối lượng không đổi:

4Al(NO₃)₃ → 2Al₂O₃ + 12NO₂ + 3O₂

4Fe(NO₃)₂ → 2Fe₂O₃ + 8NO₂ + O₂

4Fe(NO₃)₃ → 2Fe₂O₃ + 12NO₂ + 3O₂

NH₄NO₃ → N₂O + 2H₂O

Muối → Chất rắn (0,03 mol Al₂O₃; 0,015 mol Fe₂O₃) + Khí và hơi T

BTKL ⟹ m_T = m _muối- m_{chất rắn}

= 0,06.213 + 0,0068.180 + 0,0232.242 + 0,0154.80 - 0,03.102 - 0,015.160 = 15,3904 (g)

Vậy khối lượng của T gần nhất với 15,35 gam.

Chú ý khi giải

Khi cho biết số mol HNO₃ ban đầu phải chú ý tới sản phẩm có thể có muối NH₄NO₃ và chú ý tới tạo đồng thời cả 2 muối Fe²⁺ và Fe³⁺.

Đáp án cần chọn là: B

Group 2K8 ôn Thi ĐGNL & ĐGTD Miễn Phí

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> 2K8 Chú ý! Lộ Trình Sun 2026 - 3IN1 - 1 lộ trình ôn 3 kì thi (Luyện thi 26+ TN THPT, 90+ ĐGNL HN, 900+ ĐGNL HCM, 70+ ĐGTD - Click xem ngay) tại Tuyensinh247.com.Đầy đủ theo 3 đầu sách, Thầy Cô giáo giỏi, luyện thi theo 3 giai đoạn: Nền tảng lớp 12, Luyện thi chuyên sâu, Luyện đề đủ dạng đáp ứng mọi kì thi.