Nung m gam hỗn hợp X gồm Fe, Fe(NO3)2, Fe(NO3)3 và FeCO3 trong bình kín (không có không khí). Sau khi các

Câu hỏi số 400382:

Vận dụng cao

Nung m gam hỗn hợp X gồm Fe, Fe(NO₃)₂, Fe(NO₃)₃ và FeCO₃ trong bình kín (không có không khí). Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được chất rắn Y và khí Z có tỉ khối so với H₂ là 22,5 (giả sử khí NO₂ sinh ra không tham gia phản ứng nào khác). Cho Y tan hoàn toàn trong dung dịch gồm 0,02 mol KNO₃ và 0,30 mol H₂SO₄ (loãng), thu được dung dịch chỉ chứa 42,46 gam muối trung hòa của kim loại và hỗn hợp hai khí có tỉ khối so với H₂ là 8 (trong đó có một khí hóa nâu trong không khí). Giá trị của m là

A. 22,64.

B. 27,52.

C. 38,32.

D. 27,84.

Đáp án đúng là: B

Xem lời giải

Câu hỏi:400382

Phương pháp giải

- Biện luận

- Quy đổi

- Bảo toàn e, bảo toàn nguyên tố

Giải chi tiết

- Cho Y tan hoàn toàn trong dung dịch gồm KNO₃ và H₂SO₄ (loãng), thu hỗn hợp hai khí có M = 16 (trong đó có một khí hóa nâu trong không khí) → Hai khí đó là NO và H₂

- Do Y phản ứng với {KNO₃, H₂SO₄ loãng} thu được NO

⟹ Y chứa hợp chất có Fe chưa đạt số oxi hóa +3

⟹ O₂ phản ứng hết ⟹ Khí Z gồm CO₂ và NO₂

- Do phản ứng sinh ra H₂ nên có phản ứng của Fe và H⁺ ⟹ NO₃^- phản ứng hết

Sơ đồ phản ứng:

Bảo toàn nguyên tố N → n_NO = n_KNO3 = 0,02 mol

Hỗn hợp khí NO và H₂ có \(\overline M = 16\) → \(\overline M = \frac{{{m_{NO}} + {m_{H2}}}}{{{n_{NO}} + {n_{H2}}}} = \frac{{30.0,02 + 2{n_{{H_2}}}}}{{0,02 + {n_{{H_2}}}}} = 16 \to {n_{{H_2}}} = 0,02\left( {mol} \right)\)

- Đặt a, b lần lượt là số mol Fe²⁺, số mol Fe³⁺ trong muối. Đặt x là số mol O trong Y.

+ Bảo toàn điện tích dd muối → 2a + 3b + 0,02 = 0,3.2 (1)

+ Khối lượng muối sunfat → 56(a + b) + 39.0,02 + 96.0,3 = 42,46 (2)

Giải (1) (2) được a = 0,11 và b = 0,12

- Quy đổi Y thành Fe và O. Khi cho Y tác dụng {KNO₃, H₂SO₄} thì quá trình cho - nhận e là:

Fe⁰ → Fe⁺² + 2e O⁰ + 2e → O^-2

Fe⁰ → Fe⁺³ + 3e N⁺⁵ + 3e → N⁺²

2H⁺ + 2e → H₂

Áp dụng bảo toàn e → \(2{n_{F{{\rm{e}}^{2 + }}}} + 3{n_{F{{\rm{e}}^{3 + }}}} = 2{n_O} + 3{n_{NO}} + 2{n_{{H_2}}}\) → n_O = 0,24 mol

Quy đổi X thành Fe (0,23 mol), NO₃ (u mol) và CO₃ (v mol)

Suy ra Z gồm NO₂ (u mol) và CO₂ (v mol)

Bảo toàn O → n_{O (Y)} = u + v = 0,24 (mol) (3)

Từ \(\overline {{M_Z}} = 45\), dùng sơ đồ đường chéo suy ra u = v (4)

Giải hệ (3) và (4) ta có u = v = 0,12 (mol)

→ m_X = 56.0,23 + 62.0,12 + 60.0,12 = 27,52 (g)

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.