Câu 37THPTChuyên đề: Sắt và hợp chất của sắt • Lớp 12Nitric acid và muối nitrateVận dụng cao#secondary:CHEM11.L3.NITROGEN_SULFUR.NITRIC#curriculum:undetermined
Hòa tan hết 23,18 gam hỗn hợp X gồm Fe, Mg và vào dung dịch chứa 0,46 mol loãng và 0,01 mol , thu được dung dịch Y (chứa 58,45 gam chất tan gồm hỗn hợp muối trung hòa) và 2,92 gam hỗn hợp khí Z. Cho Y phản ứng vừa đủ với dung dịch chứa 0,91 mol NaOH, thu được 29,18 gam kết tủa. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Phần trăm khối lượng trong X là
Hòa tan hết 23,18 gam hỗn hợp X gồm Fe, Mg và vào dung dịch chứa 0,46 mol loãng và 0,01 mol , thu được dung dịch Y (chứa 58,45 gam chất tan gồm hỗn hợp muối trung hòa) và 2,92 gam hỗn hợp khí Z. Cho Y phản ứng vừa đủ với dung dịch chứa 0,91 mol NaOH, thu được 29,18 gam kết tủa. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Phần trăm khối lượng trong X là
Chọn một phương án bên dưới để kiểm tra đáp án ngay:
Đáp án chính thức: C
Hướng dẫn giải chi tiết
(AI giải đề cho tôi)
Gọi a, b, c lần lượt là số mol Fe, Mg, Fe(NO3)3 trong X. Trong Y (chỉ muối trung hòa) có FeSO4 (f mol), MgSO4 (b mol), Na2SO4 (0,005 mol) và (NH4)2SO4 (do NO3- bị khử về NH4+ trong môi trường axit loãng, n mol NH4+). Lưu ý Fe3+ không tồn tại trong Y vì Fe3+ phản ứng hết với Fe/Mg (Fe + 2Fe3+ → 3Fe2+), nên f = a + 2c.
1) Bảo toàn SO4^2- và điều kiện NaOH vừa đủ (cùng một phương trình): f + b + n/2 = 0,455.
2) Kết tủa: 90f + 58b = 29,18.
3) Khối lượng chất tan Y: 152f + 120b + 142(0,005) + 132(n/2) = 58,45 → 152f + 120b + 66n = 57,74.
Từ (1): b = 0,455 − f − n/2. Thay vào (2): 32f − 29n = 2,79. Thay vào (3): 32f + 6n = 3,14. Trừ hai phương trình: 35n = 0,35 → n = 0,01; suy ra f = 0,09625; b = 0,35375.
Khối lượng X: 56a + 24b + 242c = 23,18 với a = f − 2c... chính xác a = f − c (mỗi Fe3+ nhận 1e thành Fe2+): 56(f − c) + 24b + 242c = 23,18 → 56(0,09625) + 24(0,35375) + 186c = 23,18 → 5,39 + 8,49 + 186c = 23,18 → c = 0,05 mol.
Kiểm tra electron: khí Z gồm H2 và NO. 2a + 2b = 2(0,04625) + 2(0,35375) = 0,8 mol e. Tiêu thụ: H2 (x mol): 2x; NO (y mol): 3y; NH4+: 8n = 0,08; Fe3+ → Fe2+: c = 0,05. Khối lượng khí: 2x + 30y = 2,92; electron: 2x + 3y = 0,8 − 0,08 − 0,05 = 0,67. Giải ra y = 0,0833 mol NO (2,5 g), x = 0,21 mol H2 (0,42 g), tổng 2,92 g ✓. Mọi dữ kiện khớp.
Khối lượng Fe(NO3)3 = 0,05 × 242 = 12,1 gam → %Fe(NO3)3 = 12,1/23,18 × 100 = 52,20%.
Gọi a, b, c lần lượt là số mol Fe, Mg, Fe(NO3)3 trong X. Trong Y (chỉ muối trung hòa) có FeSO4 (f mol), MgSO4 (b mol), Na2SO4 (0,005 mol) và (NH4)2SO4 (do NO3- bị khử về NH4+ trong môi trường axit loãng, n mol NH4+). Lưu ý Fe3+ không tồn tại trong Y vì Fe3+ phản ứng hết với Fe/Mg (Fe + 2Fe3+ → 3Fe2+), nên f = a + 2c.
1) Bảo toàn SO4^2- và điều kiện NaOH vừa đủ (cùng một phương trình): f + b + n/2 = 0,455.
2) Kết tủa: 90f + 58b = 29,18.
3) Khối lượng chất tan Y: 152f + 120b + 142(0,005) + 132(n/2) = 58,45 → 152f + 120b + 66n = 57,74.
Từ (1): b = 0,455 − f − n/2. Thay vào (2): 32f − 29n = 2,79. Thay vào (3): 32f + 6n = 3,14. Trừ hai phương trình: 35n = 0,35 → n = 0,01; suy ra f = 0,09625; b = 0,35375.
Khối lượng X: 56a + 24b + 242c = 23,18 với a = f − 2c... chính xác a = f − c (mỗi Fe3+ nhận 1e thành Fe2+): 56(f − c) + 24b + 242c = 23,18 → 56(0,09625) + 24(0,35375) + 186c = 23,18 → 5,39 + 8,49 + 186c = 23,18 → c = 0,05 mol.
Kiểm tra electron: khí Z gồm H2 và NO. 2a + 2b = 2(0,04625) + 2(0,35375) = 0,8 mol e. Tiêu thụ: H2 (x mol): 2x; NO (y mol): 3y; NH4+: 8n = 0,08; Fe3+ → Fe2+: c = 0,05. Khối lượng khí: 2x + 30y = 2,92; electron: 2x + 3y = 0,8 − 0,08 − 0,05 = 0,67. Giải ra y = 0,0833 mol NO (2,5 g), x = 0,21 mol H2 (0,42 g), tổng 2,92 g ✓. Mọi dữ kiện khớp.
Khối lượng Fe(NO3)3 = 0,05 × 242 = 12,1 gam → %Fe(NO3)3 = 12,1/23,18 × 100 = 52,20%.