Hòa tan 17,32 gam hỗn hợp X gồm Mg, Fe3O4 và Fe(NO3)2 cần vừa đủ dung dịch hỗn hợp gồm 1,04 mol

Câu hỏi số 492406:

Vận dụng cao

Hòa tan 17,32 gam hỗn hợp X gồm Mg, Fe₃O₄ và Fe(NO₃)₂ cần vừa đủ dung dịch hỗn hợp gồm 1,04 mol HCl và 0,08 mol HNO₃, đun nhẹ thu được dung dịch Y và 2,24 lít hỗn hợp khí Z (đktc) có tỉ khối hơi đối với H₂ là 10,8 gồm hai khí không màu trong đó có một khí hóa nâu ngoài không khí. Cho dung dịch Y tác dụng với một lượng dư dung dịch NaOH, lọc kết tủa nung ngoài không khí đến khối lượng không đổi thu được 20,8 gam chất rắn. Nếu cho toàn bộ lượng X trên vào nước dư thì khối lượng chất rắn còn lại là

A. 14,46 gam.

B. 9,16 gam.

C. 11,34 gam.

D. 12,88 gam.

Đáp án đúng là: D

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:492406

Phương pháp giải

Biện luận suy ra 2 khí là NO và H₂. Tính được số mol mỗi khí dựa vào tổng mol và tỉ khối.

Do sinh ra H₂ nên dd Y không còn ion NO₃^-.

Sơ đồ 1: \(17,32\left( g \right)X\left\{ \begin{array}{l}Mg:a\\F{e_3}{O_4}:b\\Fe{(N{O_3})_2}:c\end{array} \right. + \left\{ \begin{array}{l}HCl:1,04\\HN{O_3}:0,08\end{array} \right. \to {\rm{dd}}{\rm{.}}Y\left\{ \begin{array}{l}M{g^{2 + }}\\F{{\rm{e}}^{2 + }}\\F{{\rm{e}}^{3 + }}\\N{H_4}^ + \\C{l^ - }\end{array} \right. + Z\left\{ \begin{array}{l}NO:0,07\\{H_2}:0,03\end{array} \right. + {H_2}O\)

Sơ đồ 2: \(Y \xrightarrow[]{+NaOH_{du}} \downarrow \xrightarrow[]{Nung} 20,8\left( g \right)\left\{ \begin{array}{l}MgO\\F{{\rm{e}}_2}{O_3}\end{array} \right.\)

+) Khối lượng hỗn hợp X ⟹ phương trình (1)

+) Từ khối lượng chất rắn sau khi nung kết tủa ⟹ phương trình (2)

+) Áp dụng công thức nhanh: n_H⁺ = 2n_H2 + 4n_NO + 10n_NH4⁺ + 2n_O(oxit) ⟹ phương trình (3)

Giải hệ được a; b; c.

- Khi hòa tan X vào nước dư xảy ra phản ứng: Mg + Fe(NO₃)₂ → Mg(NO₃)₂ + Fe

Từ đó xác định được các chất rắn còn lại.

Giải chi tiết

Khí không màu hóa nâu là NO.

M_Z = 21,6 mà M_NO = 30 > 21,6 nên khí còn lại có M < 21,6 ⟹ Khí còn lại là H₂.

Giải nhanh số mol khí: \(\left\{ \begin{array}{l}{n_{NO}} + {n_{{H_2}}} = 0,1\\30{n_{NO}} + 2{n_{{H_2}}} = 0,1.21,6\end{array} \right. \to \left\{ \begin{array}{l}{n_{NO}} = 0,07\\{n_{{H_2}}} = 0,03\end{array} \right.\)

Do sinh ra H₂ nên dd Y không còn ion NO₃^-.

Sơ đồ 2: \(Y \xrightarrow[]{+NaOH_{du}} \downarrow \xrightarrow[]{Nung} 20,8\left( g \right)\left\{ \begin{array}{l}MgO\\F{{\rm{e}}_2}{O_3}\end{array} \right.\)

+) m_{hh X} = 24a + 232b + 180c = 17,32 (1)

+) Xét chất rắn thu được sau khi nung:

n_MgO = n_Mg = a (mol)

n_Fe2O3 = (3n_Fe3O4 + n_Fe(NO3)2)/2 = 1,5b + 0,5c (mol)

⟹ m_{chất rắn} = 40a + 160.(1,5b + 0,5c) = 20,8 (2)

+) n_NH4⁺ = n_HNO3 + 2n_Fe(NO3)2 - n_NO = 0,08 + 2c - 0,07 = 0,01 + 2c (mol)

n_{O (oxit)} = 4n_Fe3O4 = 4b (mol)

Công thức nhanh: n_H⁺ = 2n_H2 + 4n_NO + 10n_NH4⁺ + 2n_O(oxit)

⟺ 1,04 + 0,08 = 2.0,03 + 4.0,07 + 10.(0,01 + 2c) + 2.4b (3)

Từ (1) (2) (3) ⟹ a = 0,4; b = 0,01; c = 0,03.

- Khi hòa tan X vào nước dư:

Mg + Fe(NO₃)₂ → Mg(NO₃)₂ + Fe

0,03 ← 0,03 → 0,03

Chất rắn còn lại gồm:

n_{Mg dư} = 0,4 - 0,03 = 0,37 mol

n_Fe = 0,03 mol

n_Fe3O4 = 0,01 mol

⟹ m_{chất rắn} = 12,88 gam.

Đáp án cần chọn là: D

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.