Đốt cháy hết 1,44 gam cacbon trong bình kín chứa 1,792 lít O2 (đktc), thu được hỗn hợp khí T.

Câu hỏi số 360251:

Vận dụng cao

Đốt cháy hết 1,44 gam cacbon trong bình kín chứa 1,792 lít O₂ (đktc), thu được hỗn hợp khí T. Dẫn toàn bộ T vào ống sứ nung nóng chứa 10,4 gam hỗn hợp rắn X gồm MgCO₃, Zn và Fe₃O₄ (trong đó oxi chiếm 23,077% về khối lượng), thu được hỗn hợp rắn Y và 2,912 lít khí duy nhất (đktc). Hòa tan toàn bộ Y trong dung dịch HNO₃ (dư), thu được 0,026 mol NO và 0,014 mol N₂O. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Số mol HNO₃ tham gia phản ứng có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây?

A. 0,45

B. 0,46

C. 0,65

D. 0,53

Đáp án đúng là: A

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:360251

Phương pháp giải

Từ phản ứng đốt cháy cacbon tính được số mol của CO và CO₂ trong hỗn hợp T.

Sơ đồ phản ứng:

Dẫn toàn bộ T vào ống sứ nung nóng chứa chất rắn X gồm MgCO₃, Zn và Fe₃O₄ thu được hỗn hợp rắn Y và 2,912 lít khí duy nhất (đktc). Vậy khí duy nhất là khí CO₂ → n_CO2 = 0,13 (mol)

Bảo toàn nguyên tố C tính được số mol MgCO₃ trong hỗn hợp X.

Từ % khối lượng oxi trong X tính được số mol O trong X, từ đó tính được số mol Fe₃O₄.

Từ khối lượng chất rắn X ta tính được số mol Zn.

Bảo toàn nguyên tố O ta có: n_{O (Y)} = n_{O (T)} + n_{O (X)}- 2n_CO2

Quy đổi hỗn hợp Y thành Mg, Zn, Fe và O.

Hòa tan toàn bộ Y trong dung dịch HNO₃ (dư), thu được dung dịch chứa Mg(NO₃)₂, Zn(NO₃)₂, Fe(NO₃)₃, có thể có NH₄NO₃.

Áp dụng định luật bảo toàn electron ta tính được số mol NH₄NO₃.

Số mol HNO₃ đã phản ứng được tính bằng biểu thức n_{HNO3 (pư)} = 4.n_NO + 10.n_N2O + 10.n_NH4NO3 + 2.n_O

Giải chi tiết

Đốt cháy cacbon trong oxi ta có các PTHH sau:

C + O₂ → CO₂ (1)

2C + O₂ → 2CO (2)

Đặt n_{O2 (1)} = x mol; n_{O2 (2)}= y mol

Ta có: n_C = x + 2y = 0,12 mol và n_O2 = x + y = 0,08 mol

Giải hệ trên ta có: x = 0,04 mol và y = 0,04 mol

Hỗn hợp T gồm \(\left\{ \begin{array}{l}C{O_2}:0,04(mol)\\CO:0,08(mol)\end{array} \right.\)

Sơ đồ phản ứng:

Bảo toàn nguyên tố C ta có: n_MgCO3 = n_{CO2 sinh ra} - (n_{CO2 (T)} + n_CO(T)) = 0,13 - (0,04 + 0,08) = 0,01 (mol)

Do oxi chiếm 23,077% về khối lượng chất rắn X nên n_{O (X)} = 10,4.23,077%/16 = 0,15 (mol)

Bảo toàn nguyên tố O ta có: n_{O (X)} = 3.n_MgCO3 + 4.n_Fe3O4 = 0,15 mol → n_Fe3O4 = 0,03 (mol)

Từ khối lượng chất rắn X ta tính được n_Zn = 0,04 mol

Bảo toàn nguyên tố O ta có: n_{O (Y)} = n_{O (T)} + n_{O (X)}- 2n_CO2 = 2.0,04 + 0,08 + 0,15 - 2.0,13 = 0,05 (mol)

Quy đổi hỗn hợp Y thành Mg (0,01 mol), Zn (0,04 mol), Fe (0,09 mol) và O (0,05 mol)

Hòa tan toàn bộ Y trong dung dịch HNO₃ (dư), thu được dung dịch chứa Mg(NO₃)₂, Zn(NO₃)₂, Fe(NO₃)₃, có thể có NH₄NO₃.

Áp dụng định luật bảo toàn electron ta có: n_{e cho} = n_{e nhận}

Suy ra 2.n_Mg + 2.n_Zn + 3.n_Fe = 2.n_O + 3.n_NO + 8.n_N2O + 8.n_NH4NO3 → n_NH4NO3 = 0,01 mol

Số mol HNO₃ đã phản ứng là:

n_{HNO3 (pư)} = 4.n_NO + 10.n_N2O + 10.n_NH4NO3 + 2.n_O = 4.0,026 + 10.0,014 + 10.0,01 + 2.0,05 = 0,444 (mol) gần nhất với giá trị 0,45 mol

Đáp án cần chọn là: A

Group 2K9 ôn Thi ĐGNL & ĐGTD Miễn Phí

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> 2K9 Học trực tuyến - Định hướng luyện thi TN THPT, ĐGNL, ĐGTD ngay từ lớp 11 (Xem ngay) cùng thầy cô giáo giỏi trên Tuyensinh247.com. Bứt phá điểm 9,10 chỉ sau 3 tháng, tiếp cận sớm các kì thi.