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 420805:

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 0,3 mol H₂SO₄ (loãng), thu được dung dịch chỉ chứa 42,46 gam muối trung hòa của kim loại và hỗn hợp khí T (gồm hai khí, trong đó có một khí hóa nâu trong không khí), tỉ khối của T so với H₂ là 8. Xác định giá trị của m.

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:420805

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)

PH/HS 2K10 THAM GIA NHÓM ĐỂ CẬP NHẬT ĐIỂM THI, ĐIỂM CHUẨN MIỄN PHÍ!

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> Học trực tuyến lớp 9 và Lộ trình UP10 trên Tuyensinh247.com Đầy đủ khoá học các bộ sách: Kết nối tri thức với cuộc sống; Chân trời sáng tạo; Cánh diều. Lộ trình học tập 3 giai đoạn: Học nền tảng lớp 9, Ôn thi vào lớp 10, Luyện Đề. Bứt phá điểm lớp 9, thi vào lớp 10 kết quả cao. Hoàn trả học phí nếu học không hiệu quả. PH/HS tham khảo chi tiết khoá học tại: Link