Hòa tan hết 15,0 gam hỗn hợp X gồm Fe, Fe3O4, FeCO3 và Fe(NO3)2 trong dung dịch chứa NaHSO4 và 0,16 mol

Câu hỏi số 463005:

Vận dụng cao

Hòa tan hết 15,0 gam hỗn hợp X gồm Fe, Fe₃O₄, FeCO₃ và Fe(NO₃)₂ trong dung dịch chứa NaHSO₄ và 0,16 mol HNO₃ thu được dung dịch Y và hỗn hợp khí Z gồm CO₂ và NO (tỉ lệ mol tương ứng 1 : 4). Dung dịch Y hòa tan tối đa 8,64 gam bột Cu, thấy thoát ra 0,03 mol khí NO. Nếu cho dung dịch Ba(OH)₂ dư vào Y, thu được 154,4 gam kết tủa. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn và khí NO là sản phẩm khử duy nhất của cả quá trình. Phần trăm khối lượng của Fe trong hỗn hợp X là

A. 37,33%.

B. 48,80%.

C. 29,87%.

D. 33,60%.

Đáp án đúng là: A

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:463005

Phương pháp giải

Sử dụng phương pháp bảo toàn electron và bảo toàn điện tích ⟹ số mol các ion trong Y.

Gọi số mol Fe, Fe₃O₄, FeCO₃ và Fe(NO₃)₂trong X lần lượt là x, y, z và t.

Lập hệ phương trình 4 ẩn dựa vào các khối lượng và số mol đã biết ⟹ x, y, z, t.

⟹ %m_Fe = m_Fe.100%/m_X

Giải chi tiết

\(X\left\{ \begin{array}{l}Fe\\F{e_3}{O_4}\\FeC{O_3}\\Fe{(N{O_3})_2}\end{array} \right\} + \left\{ \begin{array}{l}NaHS{O_4}\\HN{O_3}(0,16)\end{array} \right\} \to Z\left\{ \begin{array}{l}C{O_2}\\NO\end{array} \right\} + {H_2}O + Y\left\{ \begin{array}{l}F{e^{3 + }}\\N{a^ + }\\{H^ + }\\SO_4^{2 - }\\NO_3^ - \end{array} \right\}\left| \begin{array}{l} + Cu(0,135) \to NO(0,03)\\ + Ba{(OH)_2} \to \downarrow (154,4g)\left\{ \begin{array}{l}Fe{(OH)_3}\\BaS{O_4}\end{array} \right.\end{array} \right.\)

* Xét Cu + Y

3Cu + 8H⁺ + 2NO₃^- ⟶ 3Cu²⁺ + 2NO ↑ + 4H₂O

0,045 0,12 0,03 ⟵ 0,03 (mol)

Cu + 2Fe³⁺ ⟶ Cu²⁺ + 2Fe²⁺

0,09 ⟶ 0,18 (mol)

Theo PTHH ⟹ n_Fe³⁺ = 0,18 mol ; n_H⁺ = 0,12 mol (trong Y).

Lại có: m_{kết tủa} = m_Fe(OH)3+ m_BaSO4 ⟹ m_BaSO4= 135,14 g ⟹ n_SO4^2- = n_BaSO4 = 0,58 = n_Na⁺ (trong Y).

Áp dụng bảo toàn điện tích trong Y ⟹ n_NO3^- = 0,18.3 + 0,58 + 0,12 – 0,58.2 = 0,08 mol.

* Gọi số mol Fe, Fe₃O₄, FeCO₃ và Fe(NO₃)₂trong X lần lượt là x, y, z và t

⟹ m_X= 56x + 232y + 116z + 180t = 15 (1)

BTNT C ⟹ n_CO2 = n_FeCO3 = z (mol) ⟹ n_NO= 4z (mol).

* Xét X + NaHSO₄ và HNO₃⟶ Fe³⁺ + NO + sp khác.

Áp dụng BTe ⟹ 3x + y + z + t = 3.4z (2)

BTNT Fe ⟹ x + 3y + z + t = 0,18 (3)

BTNT N ⟹ 2t + 0,16 = 4z + 0,08 (4)

Từ (1) (2) (3) (4) ⟹ x = 0,1 ; y = 0,01 ; z = 0,03 ; t = 0,02.

Vậy %m_Fe = m_Fe.100%/m_X = 5,6.100%/15 = 37,33%.

Đáp án cần chọn là: A

Group 2K8 ôn Thi ĐGNL & ĐGTD Miễn Phí

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> 2K8 Chú ý! Lộ Trình Sun 2026 - 3IN1 - 1 lộ trình ôn 3 kì thi (Luyện thi 26+ TN THPT, 90+ ĐGNL HN, 900+ ĐGNL HCM, 70+ ĐGTD - Click xem ngay) tại Tuyensinh247.com.Đầy đủ theo 3 đầu sách, Thầy Cô giáo giỏi, luyện thi theo 3 giai đoạn: Nền tảng lớp 12, Luyện thi chuyên sâu, Luyện đề đủ dạng đáp ứng mọi kì thi.