Cho 20 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeCO3, Fe2O3 vào ống sứ nung nóng và dẫn từ từ 0,2 mol hỗn hợp khí

Câu hỏi số 563512:

Vận dụng cao

Cho 20 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeCO₃, Fe₂O₃ vào ống sứ nung nóng và dẫn từ từ 0,2 mol hỗn hợp khí Y gồm CO và H₂ (tỉ khối so với H₂ bằng 4,25) qua ống sứ, sau một thời gian thu được hỗn hợp rắn X₁ và khí Y₁. Cho khí Y₁ hấp thụ vào dung dịch Ca(OH)₂ dư, thu được 7 gam kết tủa và 0,06 mol khí Y₂ (tỉ khối so với H₂ bằng 7,5). Hòa tan X₁ bằng dung dịch HNO₃ (đặc, nóng dư) thu được dung dịch Z và 0,62 mol hỗn hợp 2 khí, trong đó có một khí màu nâu đỏ là sản phẩm khử duy nhất của N⁺⁵. Nếu cho X tác dụng với dung dịch H₂SO₄ (đặc nóng dư) thì thu được 0,225 mol hỗn hợp 2 khí. Phần trăm khối lượng của Fe₂O₃ trong X là:

A. 20.

B. 40.

C. 30.

D. 25.

Đáp án đúng là: B

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:563512

Phương pháp giải

Phân tích:

- X₁ phản ứng với Ca(OH)₂ dư cho kết tủa ta tính được lượng CO₂ trong X₁.

- Do thu được hỗn hợp Y₂ nên CO và H₂ dư.

- Dựa vào M_Y2 và n_Y2 tìm n_{CO (Y2)} và n_{H2 (Y2)}.

- Dựa vào M_Y và n_Y tìm n_{CO (Y)} và n_H2 _(Y).

Đặt số mol của 3 chất ban đầu là a, b, c. Lập HPT:

- Lập PT tổng khối lượng 3 chất.

- Lập PT bảo toàn e.

- Lập PT tổng số mol 2 khí NO₂, CO₂.

Giải chi tiết

- Xử lí các dữ kiện liên quan đến hỗn hợp khí:

+ Hỗn hợp khí Y: gọi n_CO = u; n_H2 = v.

Ta có: d_Y/H2 = 4,25 ⟹ M_Y : M_H2 = 4,25 ⟹ M_Y = 4,25. 2 = 8,5.

HPT: u + v = 0,2 và 28u + 2v = 8,5. 0,2

⟹ u = 0,05 và v = 0,15

+ Hỗn hợp Y₂: gọi n_{CO dư}= t; n_{H2 dư} = k.

Ta có: d_Y2/H2 = 7,5 ⟹ M_Y2 = 7,5. 2 = 15.

HPT: t + k = 0,06 và 28t + 2k = 15.0,06

⟹ t = k = 0,03.

⟹ n_{CO p.ư}= 0,05 – 0,03 = 0,02 mol và n_H2 _p.ư= 0,15 – 0,03 = 0,12 mol

- Trong X, đặt n_Fe = a; n_FeCO3 = b và n_Fe2O3 = c.

PT 1: 56a + 116b + 160c = 20 (1).

- Xét phản ứng của X với H₂SO₄ đặc, nóng dư, 2 khí thu được là SO₂ và CO₂. (với n_CO2 = n_FeCO3 = b).

Quá trình trao đổi e:

Fe⁰ ⟶ Fe⁺³ + 3e S⁺⁶+ 2e ⟶ S⁺⁴.

a ⟶ 3a

Fe⁺²⟶ Fe⁺³ + 1e

b ⟶ b

Áp dụng BT e: n_SO2 = (3a + b)/2

PT 2: (3a + b)/ 2 + b = 0,225 (2).

- Xét phản ứng X₁ tác dụng với HNO₃, thu được khí NO₂ và CO₂:

Quá trình trao đổi e trong toàn bộ quá trình:

Fe⁰ ⟶ Fe⁺³ + 3e N⁺⁵+ 1e ⟶ N⁺⁴.

a ⟶ 3a

Fe⁺²⟶ Fe⁺³ + 1e

b ⟶ b

C⁺² ⟶ C⁺⁴ + 2e

0,02 ⟶ 0,04

H₂⁰ ⟶ 2H⁺¹ + 2e

0,12 ⟶ 0,24

Vậy n_NO2 = 3a + b + 0,04 + 0,24 = 3a + b + 0,28.

BTNT (C): n_CO2 = b + 0,02 – 0,07 = b – 0,05.

PT 3: n_NO2 + n_CO2 = (3a + b + 0,28) + (b – 0,05) = 0,62 (3).

(1) (2) (3) ⟹ a = 0,09; b = 0,06 và c = 0,05

⟹ m_Fe2O3 = 0,05. 160 = 8 (g).

⟹ %m_Fe2O3 = 8. 100% : 20 = 40%

Đáp án cần chọn là: B

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.