Hòa tan hết 18,36 gam hỗn hợp gồm Cu và Fe(OH)2 vào 95,2 gam dung dịch HNO3 45% thu được dung dịch Y

Câu hỏi số 339070:

Vận dụng cao

Hòa tan hết 18,36 gam hỗn hợp gồm Cu và Fe(OH)₂ vào 95,2 gam dung dịch HNO₃ 45% thu được dung dịch Y (không chứa muối amoni). Cho Y phản ứng với 200 ml dung dịch NaOH 1M và KOH 2M, thu được kết tủa E và dung dịch Z. Nung E trong không khí đến khối lượng không đổi thu được hỗn hợp 18,4 gam hỗn hợp gồm CuO và Fe₂O₃. Cô cạn dung dịch Z, thu được hỗn hợp chất rắn khan T. Nung T đến khối lượng không đổi, thu được 45,48 gam hỗn hợp chất rắn khan. Nồng độ phần trăm của Fe(NO₃)₃ trong Y có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây?

A. 13,90%.

B. 14,60%.

C. 15,40%.

D. 13,60%.

Đáp án đúng là: D

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:339070

Phương pháp giải

Bảo toàn nguyên tố

Bảo toàn khối lượng

Bảo toàn điện tích

Giải chi tiết

Tóm tắt bài toán:

*Xét chất rắn khan T:

Nếu NaOH, KOH phản ứng hết thì chất rắn khan T thu được gồm NaNO₃ (0,2 mol); KNO₃ (0,4 mol) và có thể có muối nitrat của KL.

Nung T thu được: NaNO₂ (0,2 mol); KNO₂ (0,4 mol) và oxit KL.

Ta thấy: m_NaNO2 + m_KNO2 = 0,2.69 + 0,4.85 = 47,8 gam > 45,48 gam (loại)

⟹ NaOH, KOH dư

Hỗn hợp chứa 0,2 mol NaOH và 0,4 mol KOH có thể coi là 0,6 mol MOH (với M = (23 + 2.39)/2 = 101/3)

Giả sử chất rắn khan sau khi nung T gồm: MNO₂ (a mol) và MOH dư (b mol)

+ n_MOH = n_MNO2 + n_{MOH dư} ⟹ a + b = 0,6 (1)

+ m _{chất rắn}= (2)

Giải hệ được a = 0,52 và b = 0,08

BTNT "N": n_{NO3(dd Y)}= n_MNO2= 0,52 mol

*Xét kết tủa E:

Do NaOH, KOH dư nên ion KL bị kết tủa hết.

Giả sử hỗn hợp đầu chứa Cu (c mol) và Fe(OH)₂ (d mol). BTNT Cu và Fe suy ra chất rắn thu được sau khi nung E chứa CuO (c mol) và Fe₂O₃ (0,5d mol)

Giải hệ: 64c + 90d = 18,36 và 80c + 160.0,5d = 18,4 được c = 0,09 và d = 0,14

*Xét dung dịch Y:

TH1: Phản ứng tạo thành Fe³⁺, không tạo Fe²⁺ ⟹ Dung dịch có thể chứa H⁺ dư

\(DD\,Y\left\{ \begin{array}{l}C{u^{2 + }}:0,09\\F{{\rm{e}}^{3 + }}:0,14\\{H^ + }du\\N{O_3}^ - :0,52\end{array} \right.\)

BTĐT ⟹ n_H+ = 0,52 - 0,09.2 - 0,14.3 = -0,08 (loại)

TH2: Phản ứng tạo Fe³⁺ và Fe²⁺ ⟹ Dung dịch không chứa H⁺ (vì Fe²⁺, H⁺, NO₃^- không tồn tại trong cùng 1 dd)

\(DD\,Y\left\{ \begin{array}{l}C{u^{2 + }}:0,09\\F{{\rm{e}}^{3 + }}:x\\F{{\rm{e}}^{2 + }}:y\\N{O_3}^ - :0,52\end{array} \right.\)

Giải hệ: x + y = 0,14 (BTNT: Fe) và 3x + 2y = 0,52 - 0,09.2 (BTĐT) được x = 0,06 và y = 0,08

*Tính khối lượng dung dịch Y:

BTNT "H" ⟹ n_H2O = n_Fe(OH)2 + 0,5n_HNO3 = 0,14 + 0,5.0,68 = 0,48 mol

BTKL: m _{hh đầu}+ m_HNO3 = m _{ion trong Y}+ m_SPK + m_H2O

⟹ 18,36 + 0,68.63 = 0,09.64 + 0,14.56 + 0,52.62 + m_SPK + 0,48.18

⟹ m_SPK = 6,72 (g)

BTKL: m _{hh đầu}+ m _{dd HNO3}= m _{dd Y} + m_SPK

⟹ 18,36 + 95,2 = m _{dd Y} + 6,72 ⟹ m _{dd Y}= 106,84 gam

Vậy C%_Fe(NO3)3 = 0,06.242/106,84 = 13,59% gần nhất với 13,6%.

Đáp án cần chọn là: D

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.