Cho m gam kim loại Fe tan hết trong dung dịch HNO3 25,2%, sau phản ứng hoàn toàn thu được 0,672 lít

Câu hỏi số 267689:

Vận dụng

Cho m gam kim loại Fe tan hết trong dung dịch HNO₃ 25,2%, sau phản ứng hoàn toàn thu được 0,672 lít khí NO (đktc) là sản phẩm khử duy nhất của N trong HNO₃. Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được 7,82 gam muỗi khan.

Viết phương trình phản ứng xảy ra. Tính giá trị của m và tính nồng độ phần trăm của muối trong dung dịch sau phản ứng.

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:267689

Phương pháp giải

Fe + 4HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + NO + 2H₂O (1)

3Fe + 8HNO₃ → 3Fe(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O (2)

TH₁: xảy ra phản ứng (1) tạo muối Fe(NO₃)₃

TH₂: xảy ra phản ứng (2) tạo muối Fe(NO₃)₂

TH₃: xảy ra cả (1) và (2) phản ứng tạo 2 muối.

Gọi số mol của Fe ở phản ứng (1) và (2) lần lượt là a và b (mol)

Đặt vào phương trình ta có:

\(\left\{ \begin{gathered}
\sum {{n_{NO}} = a + \frac{2}{3}b = 0,03} \hfill \\
\sum {m{\,_{muoi}} = 242a + 180b = 7,82} \hfill \\
\end{gathered} \right. = > \left\{ \begin{gathered}
a = ?\,(mol) \hfill \\
b = ?(mol) \hfill \\
\end{gathered} \right.\)

Trường hợp nào thỏa mãn thì chọn

Giải chi tiết

\({n_{NO}} = \frac{{0,672}}{{22,4}} = 0,03\,(mol)\)

Fe + 4HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + NO + 2H₂O (1)

a → 4a → a → a (mol)

3Fe + 8HNO₃ → 3Fe(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O (2)

B → 8/3b → b →2/3b (mol)

TH₁: xảy ra phản ứng (1) tạo muối Fe(NO₃)₃ => n_Fe(NO3)3 = n_NO = 0,03 (mol)

=> m_muối = m_Fe(NO3)3 = 0,03. 242 = 7,26 (g) # 7,82 => loại

TH₂: xảy ra phản ứng (2) tạo muối Fe(NO₃)₂ => n_Fe(NO3)2 = 3/2 n_NO = 3/2 . 0,03 = 0,045 (mol)

=> m_muối = m_Fe(NO3)2 = 0,045. 180 = 8,1 (g) # 7,82 => loại

TH₃: xảy ra cả (1) và (2) phản ứng tạo 2 muối.

Gọi số mol của Fe ở phản ứng (1) và (2) lần lượt là a và b (mol)

Đặt vào phương trình ta có:

\(\left\{ \begin{gathered}
\sum {{n_{NO}} = a + \frac{2}{3}b = 0,03} \hfill \\
\sum {m{\,_{muoi}} = 242a + 180b = 7,82} \hfill \\
\end{gathered} \right. = > \left\{ \begin{gathered}
a = 0,01\,(mol) \hfill \\
b = 0,03\,(mol) \hfill \\
\end{gathered} \right.\)

∑ n_Fe = 0,01 + 0,03 = 0,04 (mol) => m_Fe = 0,04.56 = 2,24 (g)

∑ n_{HNO3 pư} = 4a + 8/3b = 4. 0,01 + 8/3. 0,03 = 0,12 (mol)

m_HNO3 = 0,12.63 = 7,56 (g)

\({m_{ddHN{O_3}}} = \frac{{{m_{HN{O_3}}}.100\% }}{{C\% }} = \frac{{7,56.100\% }}{{25,2}} = 30(g)\)

Khối lượng dd sau: m_{dd sau} = m_Fe + m_ddHNO3 - m_NO = 2,24 + 30 – 0,03.30 = 31,34 (g)

\(\begin{gathered}
C\% Fe{(N{O_3})_3} = \frac{{{m_{Fe{{(N{O_3})}_3}}}}}{{m{\,_{dd\,sau}}}}.100\% = \frac{{0,01.242}}{{31,34}}.100\% = 7,72\% \hfill \\
C\% Fe{(N{O_3})_2} = \frac{{{m_{Fe{{(N{O_3})}_2}}}}}{{m{\,_{dd\,sau}}}}.100\% = \frac{{0,03.180}}{{31,34}}.100\% = 17,23\% \hfill \\
\end{gathered} \)

PH/HS 2K10 THAM GIA NHÓM ĐỂ CẬP NHẬT ĐIỂM THI, ĐIỂM CHUẨN MIỄN PHÍ!

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> Học trực tuyến lớp 9 và Lộ trình UP10 trên Tuyensinh247.com Đầy đủ khoá học các bộ sách: Kết nối tri thức với cuộc sống; Chân trời sáng tạo; Cánh diều. Lộ trình học tập 3 giai đoạn: Học nền tảng lớp 9, Ôn thi vào lớp 10, Luyện Đề. Bứt phá điểm lớp 9, thi vào lớp 10 kết quả cao. Hoàn trả học phí nếu học không hiệu quả. PH/HS tham khảo chi tiết khoá học tại: Link