Cho luồng khí CO qua ống sứ chứa 37,76 gam hỗn hợp gồm Fe2O3 và Fe3O4 nung nóng, thu được hỗn

Câu hỏi số 360255:

Vận dụng cao

Cho luồng khí CO qua ống sứ chứa 37,76 gam hỗn hợp gồm Fe₂O₃ và Fe₃O₄ nung nóng, thu được hỗn hợp chất rắn X và hỗn hợp khí Y. Hấp thụ toàn bộ khí Y vào dung dịch Ca(OH)₂ dư thu được 32 gam kết tủa. Hòa tan hết chất rắn X trong 240 gam dung dịch HNO₃ 35,7% thu được dung dịch Z chỉ chứa các muối có khối lượng 98,8 gam và hỗn hợp các khí, trong đó oxi chiếm 61,538% về khối lượng. Nồng độ phần trăm của Fe(NO₃)₃ trong dung dịch Z gần nhất với giá trị nào sau đây?

A. 23,0%

B. 18,0%

C. 11,5%

D. 55,0%

Đáp án đúng là: B

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:360255

Phương pháp giải

Hỗn hợp khí Y gồm CO và CO₂.

Ta có: n_{O (oxit tách ra)} = n_CO2 = n_CaCO3

Dùng bảo toàn khối lượng để tính khối lượng X.

Khối lượng X bằng m_X = m_Fe2O3 + m_Fe3O4 - m_{O (oxit}_{tách ra)}

Quy đổi hỗn hợp X thành Fe và O.

Ta có sơ đồ phản ứng:

X (Fe, O) + HNO₃: 1,36 mol → Dung dịch Z (Fe^{2 +}, Fe^{3 +}, NO₃^-) + Hỗn hợp khí (N; O) + H₂O.

Bảo toàn nguyên tố H ta tính được số mol H₂O.

Dùng định luật bảo toàn khối lượng ta tính được m_{sản phẩm khử} = m_X + m_HNO3- m_{muối trong Z}- m_H2O

Từ %m_O tính được số mol O và số mol N trong sản phẩm khử.

Bảo toàn nguyên tố N ta tính được số mol NO₃^- trong muối → khối lượng Fe trong dung dịch Z.

Dùng bảo toàn nhóm NO₃^- và bảo toàn nguyên tố Fe để tìm số mol muối Fe(NO₃)₃ trong dung dịch Z.

Dùng bảo toàn khối lượng để tính khối lượng dung dịch Z.

Từ đó dùng công thức tính C% để tìm nồng độ phần trăm của Fe(NO₃)₃ trong dung dịch Z.

Giải chi tiết

Hỗn hợp khí Y gồm CO và CO₂.

Ta có: n_CO2 = n_CaCO3 = 0,32 mol

Suy ra CO lấy 0,32 mol O từ 37,76 gam hỗn hợp oxit gồm Fe₂O₃ và Fe₃O₄

Khối lượng X bằng m_X = m_Fe2O3 + m_Fe3O4 - m_{O (oxit}_{tách ra)} = 37,76 - 0,32.16 = 32,64 (gam)

Quy đổi hỗn hợp X thành Fe và O.

Ta có sơ đồ phản ứng:

X (Fe, O) + HNO₃: 1,36 mol → Dung dịch Z (Fe^{2 +}, Fe^{3 +}, NO₃^-) + Hỗn hợp khí (N; O) + H₂O.

Bảo toàn nguyên tố H ta có: n_H2O = 0,68 mol

Bảo toàn khối lượng ta có: m_{sản phẩm khử} = m_X + m_HNO3- m_{muối trong Z}- m_H2O = 7,28 (gam)

Mà %m_O = 61,538% nên n_{O (sản phẩm khử)} = 0,28 mol và n_{N (sản phẩm khử)} = 0,2 mol

Bảo toàn nguyên tố N ta có: n_{NO3- (muối)} = 1,36 - 0,2 = 1,16 (mol) → m_{Fe (muối)} = 98,8 - 1,16. 62 = 26,88 (gam)

→ n_{Fe (muối)} = 0,48 mol

Giả sử trong dung dịch Z có chứa x mol Fe(NO₃)₂ và y mol Fe(NO₃)₃.

Ta có: n_Fe = x + y = 0,48 mol và n_{NO3- (muối)} = 2x + 3y = 1,16 mol

Giải hệ trên ta có x = 0,28 mol và y = 0, 2mol

Khối lượng dung dịch Z là m_{dd Z} = 240 + 32,64 - 7,28 = 265,36 gam

Vậy C%_Fe(NO3)3 = 0,2.242.100%/265,36 = 18,24% gần nhất với giá trị 18%.

Đáp án cần chọn là: B

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.