Hòa tan hết 27,2 gam hỗn hợp rắn X gồm Fe3O4, Fe2O3 và Cu trong dung dịch chứa 0,9 mol HCl, thu

Câu hỏi số 315073:

Vận dụng cao

Hòa tan hết 27,2 gam hỗn hợp rắn X gồm Fe₃O₄, Fe₂O₃ và Cu trong dung dịch chứa 0,9 mol HCl, thu được dung dịch Y chứa 13,0 gam FeCl₃. Điện phân Y đến khi ở catot bắt đầu có khí thoát ra thì dừng điện phân, thấy khối lượng dung dịch giảm 13,64 gam. Cho dung dịch AgNO₃ dư vào dung dịch sau điện phân, thấy khí NO thoát ra (sản phẩm khử duy nhất); đồng thời thu được m gam kết tủa. Giá trị của m là

A. 116,85.

B. 118,64.

C. 117,39.

D. 116,31.

Đáp án đúng là: A

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:315073

Phương pháp giải

Tính được n_FeCl3= 13 : 162,5 = 0,08 mol

Do khi cho AgNO₃ dư vào dd sau điện phân thấy có khí NO thoát ra nên dd sau điện phân chứa H⁺, do đó HCl dư.

Sơ đồ bài toán:

\(27,2\left( g \right)X\left\{ \begin{array}{l}F{{\rm{e}}_3}{O_4}\\F{{\rm{e}}_2}{O_3}\\Cu\end{array} \right. + HCl:0,9 \to dd\,Y\left\{ \begin{array}{l}F{{\rm{e}}^{3 + }}:0,08\\F{{\rm{e}}^{2 + }}:x\\C{u^{2 + }}:y\\{H^ + }:z\\C{l^ - }:0,9\end{array} \right. \to {m_{dd \downarrow }} = 13,64\left( g \right)\)

+ BTĐT cho dd Y có: 3n_Fe3++ 2n_Fe2+ + 2n_Cu2+ + n_H+ = n_Cl- => (1)

+ Phản ứng điện phân dung dịch Y

Catot: Thứ tự điện phân: Fe³⁺, Cu²⁺, H⁺, Fe²⁺

Điện phân đến khi catot bắt đầu thoát ra khí thì dừng lại => Điện phân hết Fe³⁺ và Cu²⁺; H⁺ và Fe²⁺chưa bị điện phân.

Viết các bán phản ứng điện phân ở các điện cực

Ta có: m _{dd giảm} = m_Cu + m_Cl2 => (2)

+ Xét phản ứng của X và HCl:

n_H+ _pư = n_{H+ bđ} – n_{H+ dư} = 0,9 – z (mol) => n_O(X)= 0,5n_{H+ pư} = 0,45 – 0,5z (mol)

=> m_X = m_Fe + m_Cu+ m_O => (3)

Giải hệ (1) (2) (3) được x, y, z

Xác định thành phần dd sau điện phân. Viết các PTHH khi cho dd sau điện phân phản ứng với AgNO₃ dư, từ đó tính được khối lượng kết tủa thu được

Giải chi tiết

n_FeCl3= 13 : 162,5 = 0,08 mol

Do khi cho AgNO₃ dư vào dd sau điện phân thấy có khí NO thoát ra nên dd sau điện phân chứa H⁺, do đó HCl dư.

Sơ đồ bài toán:

+ BTĐT cho dd Y có: 3n_Fe3++ 2n_Fe2+ + 2n_Cu2+ + n_H+ = n_Cl- => 0,08.3 + 2x + 2y + z = 0,9 (1)

+ Phản ứng điện phân dung dịch Y

Catot: Thứ tự điện phân: Fe³⁺, Cu²⁺, H⁺, Fe²⁺

Điện phân đến khi catot bắt đầu thoát ra khí thì dừng lại => Điện phân hết Fe³⁺ và Cu²⁺; H⁺ và Fe²⁺chưa bị điện phân.

Fe³⁺ + 1e → Fe²⁺

0,08 → 0,08 → 0,08

Cu²⁺ + 2e → Cu

y → 2y → y

Anot:

2Cl^- → Cl₂ + 2e

0,08+2y ← 0,04+y ← 0,08+2y

Ta có: m _{dd giảm} = m_Cu + m_Cl2 => 64y + 71(0,04+y) = 13,64 (2)

+ Xét phản ứng của X và HCl:

n_H+ phản ứng = n_{H+ bđ} – n_{H+ dư} = 0,9 – z (mol) => n_O(X)= 0,5n_{H+ pư} = 0,45 – 0,5z (mol)

=> m_X = m_Fe + m_Cu+ m_O => 56(0,08 + x) + 64y + 16(0,45-0,5z) = 27,2 (3)

Giải hệ (1) (2) (3) được x = 0,2; y = 0,08; z = 0,1

Dung dịch sau điện phân gồm: \(\left\{ \begin{array}{l}F{e^{2 + }}:0,08 + x = 0,{28^{mol}}\\{H^ + }:0,{1^{mol}}\\C{l^ - }:0,{66^{mol}}(BTDT)\end{array} \right.\)

Cho dd sau điện phân tác dụng AgNO₃ dư:

3Fe²⁺ + 4H⁺+ NO₃^- → 3Fe³⁺ + NO + 2H₂O

0,075_{dư 0,205} ← 0,1

Fe²⁺ + Ag⁺ → Fe³⁺ + Ag

0,205 → 0,205

Ag⁺ + Cl^- → AgCl

0,66 → 0,66

=> m _{kết tủa} = m_Ag + m_AgCl = 0,205.108 + 0,66.143,5 = 116,85 gam

Đáp án cần chọn là: A

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.