Hòa tan hết 18,6 gam hỗn hợp A gồm Fe và kim loại R (hóa trị 2 không đổi) vào 200 ml dung dịch

Câu hỏi số 421067:

Vận dụng cao

Hòa tan hết 18,6 gam hỗn hợp A gồm Fe và kim loại R (hóa trị 2 không đổi) vào 200 ml dung dịch HCl 3,5M thu được 6,72 lít khí (đktc) và dung dịch B.

Mặt khác nếu cho 2,6 gam kim loại R và 39 ml dung dịch H₂SO₄ 1M thì sau khi phản ứng hoàn toàn vẫn còn dư kim loại.

a) Xác định kim loại R và phần trăm theo khối lượng của Fe, R trong hỗn hợp A.

b) Cho toàn bộ dung dịch B ở trên tác dụng với V lít dung dịch NaOH 2M thì thu được kết tủa, lọc lấy kết tủa rồi nung nóng trong không khí đến khối lượng không đổi được 16,1 gam chất rắn. Biết rằng các phản ứng xảy ra hoàn toàn và toàn bộ lượng muối của Fe trong B đã phản ứng hết với NaOH. Tính giá trị của V.

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:421067

Phương pháp giải

a) Nhận thấy: n_H(HCl) > 2n_H2 ⟹ HCl dư, KL hết

Giả sử 18,6 gam A chứa a mol Fe và b mol R

Tính toán ra được kim loại R

b) Chia 2 trường hợp

Trường hợp 1: Kết tủa R(OH)₂ chưa bị hòa tan

Trường hợp 1: Kết tủa R(OH)₂ bị hòa tan một phần.

Giải chi tiết

n_HCl = 0,2.3,5 = 0,7 mol; n_H2 = 0,3 mol

Nhận thấy: n_H(HCl) > 2n_H2 ⟹ HCl dư, KL hết

Giả sử 18,6 gam A chứa a mol Fe và b mol R

Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂

a → 2a → a

R + 2HCl → RCl₂ + H₂

b → 2b → b

(1) m_hh = 56a + Rb = 18,6

(2) n_H2 = a + b = 0,3

\(\xrightarrow{{\left( 1 \right) - 56 \times \left( 2 \right)}}\)\(\left( {R - 56} \right)b = 1,8 \to b = \frac{{1,8}}{{R - 56}}\)

Nhận thấy: 0 < b < 0,3 ⟹ \(0 < \frac{{1,8}}{{R - 56}} < 0,3 \Leftrightarrow 0,3.\left( {R - 56} \right) > 1,8 \Leftrightarrow R > 62\) (*)

- Khi cho 2,6 gam R phản ứng với 0,039 mol H₂SO₄:

R + H₂SO₄ → RSO₄ + H₂

Do R còn dư nên n_R > n_H2SO4 ⇔ \(\frac{{2,6}}{R} > 0,039 \Leftrightarrow R < 66,67\)(**)

Từ (*) (**) ⟹ R là kim loại Zn (R = 65)

Thay R = 65 vào (1) ta có \(\left\{ \begin{array}{l}56{\rm{a}} + 65b = 18,6\\a + b = 0,3\end{array} \right. \to \left\{ \begin{array}{l}a = 0,1\\b = 0,2\end{array} \right. \to \left\{ \begin{array}{l}\% {m_{F{\rm{e}}}} = \frac{{0,1.56}}{{18,6}}.100\% = 30,1\% \\\% {m_{Zn}} = 100\% - 30,1\% = 69,9\% \end{array} \right.\)

Dung dịch B gồm: FeCl₂ (0,1 mol); ZnCl₂ (0,2 mol) và HCl dư (0,1 mol)

Theo đề bài toàn bộ muối Fe phản ứng hết với NaOH nên ta toàn Fe:

n_Fe2O3= ½.n_Fe = 0,05 mol → m_Fe2O3= 8 gam

→ m_ZnO = 16,1 - 8 = 8,1 gam → n_ZnO = 0,1 mol

*Trường hợp 1: Kết tủa Zn(OH)₂ chưa bị hòa tan

HCl + NaOH → NaCl + H₂O

0,1 → 0,1

FeCl₂ + 2NaOH → Fe(OH)₂ ↓

0,2 ← 0,1

ZnCl₂ + 2NaOH → Zn(OH)₂ ↓

0,2 ← 0,1

4Fe(OH)₂ + O₂ \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) 2Fe₂O₃ + 4H₂O

0,1 ← 0,05

Zn(OH)₂ \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) ZnO + H₂O

0,1 ← 0,1

⟹ n_NaOH = 0,1 + 0,2 + 0,2 = 0,5 mol

⟹ V = 0,25 lít

*Trường hợp 2: Kết tủa Zn(OH)₂ bị hòa tan một phần

HCl + NaOH → NaCl + H₂O

0,1 → 0,1

FeCl₂ + 2NaOH → Fe(OH)₂ ↓

0,2 ← 0,1

ZnCl₂ + 2NaOH → Zn(OH)₂ ↓

0,2 → 0,4 → 0,2

Zn(OH)₂ + 2NaOH → Na₂ZnO₂ + 2H₂O

(0,2-0,1) → 0,2

4Fe(OH)₂ + O₂ \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) 2Fe₂O₃ + 4H₂O

0,1 ← 0,05

Zn(OH)₂ \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) ZnO + H₂O

0,1 ← 0,1

⟹ n_NaOH = 0,1 + 0,2 + 0,4 + 0,2 = 0,9 mol

⟹ V = 0,45 lít

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