Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp X chứa Fe, Mg, Fe2O3 và Fe(NO3)2 trong dung dịch chứa 0,01 mol HNO3 và

Câu hỏi số 546446:

Vận dụng cao

Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp X chứa Fe, Mg, Fe₂O₃ và Fe(NO₃)₂ trong dung dịch chứa 0,01 mol HNO₃ và 0,51 mol HCl thu được dung dịch Y chỉ chứa (m + 14,845) gam hỗn hợp muối và 1,12 lít hỗn hợp khí Z (đktc) gồm hai đơn chất khí với tổng khối lượng là 0,62 gam. Cho NaOH dư vào Y thu được 17,06 gam kết tủa. Phần trăm khối lượng của Fe₂O₃ có trong X là:

A. 26,67%.

B. 18,92%.

C. 24,12%.

D. 30,35%.

Đáp án đúng là: A

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:546446

Phương pháp giải

- Xét hỗn hợp khí Z: gồm N₂và H₂

Đặt n_N2 = x mol; n_H2 = y mol

Lập hệ PT tổng số mol, tổng khối lượng ⟹ x, y.

- Khi X + HNO₃/HCl:

BTKL: m_H2O = m_X + m_HNO3 + m_HCl – m_muối – m_khí

BTNT H: n_NH4⁺ = (n_HNO3 + n_HCl - 2n_H2O - 2n_H2):4

- Các bán phản ứng có sự tham gia của H⁺:

12H⁺ + 2NO₃^- + 10e → N₂ + 6H₂O

10H⁺ + NO₃^- + 3e → NH₄⁺ + 3H₂O

2H⁺ + O^-2 → H₂O

2H⁺ + 2e → H₂

⟹ n_H⁺ = 12n_N2 + 10n_NH4⁺ + 2n_H2 + 2n_O^-2

⟹ n_O^-2 ⟹ n_Fe2O3

BTNT N: n_Fe(NO3)2 = (n_NH4⁺ + 2n_N2 - n_HNO3):2

⟹ m_{KL (X)} = m_X – m_NO3^- – m_O^-2 (1)

- Khi cho NaOH dư vào Y:

FeCl₂, FeCl₃, MgCl₂, NH₄Cl → Fe(OH)₂ ↓ , Fe(OH)₃↓, Mg(OH)₂↓, NH₄OH (NH₃ + H₂O)

⟹ n_{OH (kết tủa)} = n_Cl^- – n_NH4⁺

⟹ m_{KL (kết tủa)}(2)

Từ (1)(2) ⟹ m ⟹ %m_Fe2O3

Giải chi tiết

- Xét hỗn hợp khí Z: gồm N₂và H₂

n_Z = 0,05 mol

Đặt n_N2 = x mol; n_H2 = y mol

⟹ x + y = 0,05; 28x + 2y = 0,62

⟹ x = 0,02; y = 0,03.

- Khi X + HNO₃/HCl:

BTKL: m_H2O = m_X + m_HNO3 + m_HCl – m_muối – m_khí = m + 0,01.63 + 0,51.36,5 – (m + 14,845) – 0,62 = 3,78 g

⟹ n_H2O = 0,21 mol

BTNT H: n_NH4⁺ = (n_HNO3 + n_HCl - 2n_H2O - 2n_H2):4 = (0,01 + 0,51 - 2.0,21 - 2.0,03):4 = 0,01

- Các bán phản ứng có sự tham gia của H⁺:

12H⁺ + 2NO₃^- + 10e → N₂ + 6H₂O

10H⁺ + NO₃^- + 3e → NH₄⁺ + 3H₂O

2H⁺ + O^-2 → H₂O

2H⁺ + 2e → H₂

⟹ n_H⁺ = 12n_N2 + 10n_NH4⁺ + 2n_H2 + 2n_O^-2

⟹ n_O^-2 = (0,01 + 0,51 - 12.0,02 - 10.0,01 - 2.0,03):2 = 0,06

⟹ n_Fe2O3 = 0,06/3 = 0,02 mol

BTNT N: n_Fe(NO3)2 = (n_NH4⁺ + 2n_N2 - n_HNO3):2 = (0,01 + 2.0,02 - 0,01):2 = 0,02.

⟹ m_{KL (X)} = m_X – m_NO3^- – m_O^-2 = m – 0,04.62 – 0,06.16 = m – 3,44 (g) (1)

- Khi cho NaOH dư vào Y:

FeCl₂, FeCl₃, MgCl₂, NH₄Cl → Fe(OH)₂ ↓ , Fe(OH)₃↓, Mg(OH)₂↓, NH₄OH (NH₃ + H₂O)

⟹ n_{OH (kết tủa)} = n_Cl^- – n_NH4⁺ = 0,51 – 0,01 = 0,5 mol

⟹ m_{KL (kết tủa)} = 17,06 – 0,5.17 = 8,56 g (2)

Từ (1)(2) ⟹ m = 3,44 + 8,56 = 12 g.

⟹ %m_Fe2O3 = 0,02.160:12.100% = 26,67%

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.