Cho 66,2 gam hỗn hợp X gồm Fe3O4, Fe(NO3)2, Al tan hoàn toàn trong dung dịch có chứa 3,1 mol KHSO4 loãng.

Câu hỏi số 304078:

Vận dụng cao

Cho 66,2 gam hỗn hợp X gồm Fe₃O₄, Fe(NO₃)₂, Al tan hoàn toàn trong dung dịch có chứa 3,1 mol KHSO₄ loãng. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được dung dịch Y chỉ chứa 466,6 gam muối sunfat trung hòa và 10,08 lít khí Z (đktc) gồm 2 khí trong đó có 1 khí hóa nâu ngoài không khí. Biết tỷ khối của Z so với He là 23/18. Phần trăm khối lượng của Fe₃O₄ trong hỗn hợp X gần nhất với giá trị nào sau đây?

A. 15.

B. 25.

C. 80.

D. 70.

Đáp án đúng là: D

Xem lời giải

Câu hỏi:304078

Phương pháp giải

Dựa vào số mol hỗn hợp và tỉ khối của khí tính được số mol mỗi khí.

Do sau phản ứng thu được H₂ nên Fe và H⁺ dư, NO₃^-hết dung dịch muối sau phản ứng không chứa NO₃^-

\(X\left\{ \begin{array}{l}F{{\rm{e}}_3}{O_4}\\F{\rm{e}}{\left({N{O_3}} \right)_2}\\Al\end{array} \right. + KH{\rm{S}}{O_4} \to \left\{ \begin{array}{l}F{e^{2 + }}\\F{{\rm{e}}^{3 + }}\\A{l^{3 + }}\\S{O_4}^{2 - }\\{K^ + }\\N{H_4}^ + \end{array} \right. + Z\left\{ \begin{array}{l}{H_2}\\NO\end{array} \right. + {H_2}O\)

BTKL tính được khối lượng của nước ⟹ n_H2O

BTNT “H”: n_NH4+ = (n_KHSO4 - 2n_H2 - 2n_H2O) : 4

BTNT “N”: n_NO3-(X) = n_NH4+ + n_NO

m_{(Fe, Al)}= m _muối- m_SO4- m_K+ - m_NH4+

⟹ m_O(Fe3O4)= m_X - m_{(Fe, Al)}- m_NO3-

⟹ n_O(Fe3O4)⟹ n_Fe3O4 = n_O(Fe3O4) : 4 ⟹ %m_Fe3O4

Giải chi tiết

Đặt số mol H₂ và NO lần lượt là x, y (mol)

⟹ x + y = 0,45 mol (1)

2x + 30y = 0,45.(23/18).4 (2)

Giải (1) và (2) được x = 0,4 và y = 0,05

Do sau phản ứng thu được H₂ nên Fe và H⁺ dư, NO₃^-hết dung dịch muối sau phản ứng không chứa NO₃^-

\(66,2\left(g \right)X\left\{ \begin{array}{l}F{{\rm{e}}_3}{O_4}\\F{\rm{e}}{\left({N{O_3}} \right)_2}\\Al\end{array} \right. + KH{\rm{S}}{O_4}:3,1 \to 466,6\left(g \right)\left\{ \begin{array}{l}F{e^{2 + }}\\F{{\rm{e}}^{3 + }}\\A{l^{3 + }}\\S{O_4}^{2 - }:3,1\\{K^ + }:3,1\\N{H_4}^ + \end{array} \right. + Z\left\{ \begin{array}{l}{H_2}:0,4\\NO:0,05\end{array} \right. + {H_2}O\)

BTKL: m_H2O = 66,2 + 3,1.136 - 466,6 - 0,4.2 - 0,05.30 = 18,9 gam

⟹ n_H2O = 1,05 mol

BTNT “H”: n_NH4+ = (n_KHSO4 - 2n_H2 - 2n_H2O) : 4 = (3,1 - 2.0,4 - 2.1,05) : 4 = 0,05 mol

BTNT “N”: n_NO3-(X) = n_NH4+ + n_NO = 0,05 + 0,05 = 0,1 mol

m_{(Fe, Al)}= m _muối- m_SO4- m_K+ - m_NH4+ = 466,6 - 3,1.96 - 3,1.39 - 0,05.18 = 47,2 gam

⟹ m_O(Fe3O4)= m_X - m_{(Fe, Al)}- m_NO3- = 66,2 - 47,2 - 0,1.62 = 12,8 gam

⟹ n_O(Fe3O4)= 0,8 mol ⟹ n_Fe3O4 = n_O(Fe3O4) : 4 = 0,2 mol

⟹ %m_Fe3O4 = (0,2.232/66,2).100% = 70,09% gần nhất với 70%.

Tham Gia Group Dành Cho 2K7 luyện thi Tn THPT - ĐGNL - ĐGTD

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> Lộ Trình Sun 2025 - 3IN1 - 1 lộ trình ôn 3 kì thi (Luyện thi TN THPT & ĐGNL; ĐGTD) tại Tuyensinh247.com. Đầy đủ theo 3 đầu sách, Thầy Cô giáo giỏi, 3 bước chi tiết: Nền tảng lớp 12; Luyện thi chuyên sâu; Luyện đề đủ dạng đáp ứng mọi kì thi.