Cho 7,488 gam hỗn hợp rắn X gồm Fe, Fe3O4 và Fe[NO3]2 vào dung dịch chứa 0,3 mol HCl và 0,024 mol HNO3, khuấy đều cho các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch Y [không chứa NH4+] và 0,032 mol hỗn hợp khí Z gồm NO và N2O. Cho dung dịch AgNO3 đến dư vào dung dịch Y, sau phản ứng thấy thoát ra 0,009 mol NO [sản phẩm khử duy nhất của N+5], đồng thời thu được 44,022 gam kết tủa. Phần trăm khối lượng Fe trong hỗn hợp X có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây?
Nung m gam hỗn hợp X gồm Fe, Cu, Fe[NO3]2, Cu[NO3]2 và FeCO3 trong bình chân không, thu được chất rắn Y và hỗn hợp khí Z có tỉ khối so với H2 là 22,8 [giả sử khí NO2 sinh ra không tham gia phản ứng nào khác]. Cho Y tan hoàn toàn trong dung dịch chứa đồng thời 0,08 mol KNO3 và 0,68 mol \[H_2SO_4\] [loãng], thu được dung dịch chỉ chứa 98,36 gam muối trung hòa của các kim loại và hỗn hợp khí T gồm NO và H2. Tỉ khối của T so với H2 là 12,2. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. giá trị của m gần nhất với giá trị nào sau đây?
Đáp án D
Vì phản ứng xảy ra hoàn toàn và chỉ thu được muối trung hòa
BTNT H:
=> nH2O = 1/2nKHSO4 = 0,32/2 = 0,16 [mol]
BTKL: mX + mKHSO4 = mmuối + mNO + mH2O
=> mX = 59,04 + 0,04.30 + 0,16.18 – 0,32. 136 = 19,6 [g]
=> 56a + 232b + 180c = 19,6 [1]
nH+ = 4nNO + 2nO [trong oxit]
[ Do 4H+ + NO3- + 3e → NO và 2H+ + O-2→ H2O]
=> 0,04.4 + 2.4b = 0,32 [2]
Bảo toàn điện tích cho dung dịch cuối cùng ta có:
0,44.1+ 0,32.1 = 0,32.2 + [2c – 0,04].1 [3]
Từ [1], [2] và [3] => a = 0,01 [mol];
b = 0,02 [mol] ; c = 0,08 [mol]
Gần nhất với 73%
Page 2
Đáp án A
nZ = 5,6 : 22,4 = 0,25 [mol];
MZ = 3,8.2 = 7,6 [g/mol]
=> mZ = 0,25. 7,6 = 1,9 [g]
Gọi x và y là số mol của NO và H2
BTKL: mX + mH2SO4 = mY + mZ + mH2O
=> mH2O = 38,36 + 0,87.98 – 111,46 – 1,9 = 10,26 [g]
=> nH2O = 0,57 [mol]
BTNT H
nNH4+ = [2nH2SO4 – 2nH2 – 2nH2O ]/4
= [2.0,87 – 2.0,2 – 2. 0,57]/4 = 0,05 [mol]
BTNT N:
nFe[NO3]2 = [ nNO + nNH4+]/2
[ 0,05+ 0,05]/2 = 0,05 [mol]
BTNT O:
4nFe3O4 + 6nFe[NO3]2 = nNO + nH2O
=> nFe3O4 = [ 0,05 + 0,57 – 6. 0,05]/4 = 0,08 [mol]
BTKL:
mMg = mX – mFe3O4 – mFe[NO3]2
= 38,36 – 0,08.232 – 0,05. 180 = 10,8 [g]
%Mg = [10,8 : 38,36].100% = 28,15%
Page 3
Đáp án C
Vì dd Y + AgNO3 thoát ra khí NO => trong Y phải có H+ dư và Fe2+
4H+ + NO3- + 3e→ NO + 2H2O
0,4 → 0,1 [mol]
=> nNO[1] = ∑ nNO – nNO[2] = 0,1 – 0,02 = 0,08 [mol]
BTNT N : nFe[NO3]2 = 1/2 nNO[1] = 0,08/2 = 0,04 [mol] = c [1]
BTKL: mX = 127a + 64b +180c = 23,76 [2]
BTĐT đối với dd Z : 3[a+c] +2b = 0,56 [3]
Từ [1], [2] và [3] => a = 0,08 [mol]; b = 0,1 [mol]; c = 0,04 [mol]
BTNT Cl: nAgCl = nCl- = 2a+ 0,4 = 2.0,08 + 0,4 = 0,56 [mol]
BTNT Ag: nAg = ∑ nAgCl – nAgCl = 0,58 – 0,56 = 0,02 [mol]
=> Khối lượng kết tủa: m↓ = mAgCl + mAg = 0,56.143,5 + 0,02.108 = 82,52 [g]
Gần nhất với 82 gam
Page 4
Đáp án A
Số mol OH- = 0,5 . 0,4 = 0,2 mol mà số mol kết tủa Fe[OH]3 = 0,05 mol
Nên có 0,15 mol OH- tạo kết tủa và 0,05 mol OH- trung hòa lượng H+ còn lại.
Vậy số mol OH- dư trong Y là 0,05 . 2 = 0,1 mol → nên số H+ phản ứng là 0,6 mol H+.
Lập hệ số mol Fe là x ; Fe3O4 là y
⇒ 56x + 232y = 10,24
Bảo toàn e cho nhận: 3x + y = 0,3 + a
Số mol H+ phản ứng: 4.nNO + 2.nNO2 + 8.nFe3O4= 0,6 mol
→ 4.0,1 + 2a + 8y =0,6
Giải hệ ta được: a = 0,02; x = 0,1; y = 0,02 mol
Vậy nếu phản ứng với Ba[OH]2 dư thì sẽ có 0,08 mol Fe[OH]3; 0,05 mol BaSO4
Nên khối lượng là: 20,21 gam. [Chia 2 vì chỉ lấy 1 nửa dung dịch].
Page 5
Đáp án D
Có : nFe = nAl = nMg = 0,12 mol
Y : N2 ; N2O ; NO và NO2[ N2 và NO2 có số mol bằng nhau]
=> Qui đổi : NO2 +N2 -> NO + N2O
=> Y trở thành : NO và N2O với số mol lần lượt là x và y.
Có : MY = 37g => mY = 37[x + y] = 30x + 44y
=> x = y[1]
Giả sử có z mol NH4NO3 trong muối
Bảo toàn e : 3nFe + 3nAl + 2nMg = 3nNO + 8nN2O + 8nNH4NO3
=> 3x + 8y + 8z = 0,96 mol[2]
Và : nHNO3 = [4x + 10y + 10z]
=> nH2O = ½ [nHNO3 – 4nNH4NO3] = [2x + 5y + 3z] mol
Bảo toàn khối lượng :
mY = mKL + mHNO3 – mH2O - mmuối X = [216x + 540y + 576z] – 62,52 = 37[x + y]
=> 179x + 503y + 576z = 62,52[3]
Từ [1],[2],[3] => x = y = 0,06 ; z = 0,0375 mol
=> nHNO3 pứ = 4x + 10y + 10z = 1,215 mol
Đáp án A
nNO = 0,04 mol
Gọi số mol Fe, Fe3O4, Fe[NO3]2 lần lượt là a, b, c
Vì sau phản ứng chỉ chứa muối trung hòa nên H+ [HSO4-] hết theo các quá trình sau :
2H+ + O -> H2O
4H+ + NO3- + 3e -> NO + 2H2O
=> 8b + 0,16 = nH+ = 0,32 mol => b = 0,02 mol
Trong Y : Bảo toàn nguyên tố : nNO3 = 2c – nNO3 pứ = 2c – 0,04
nK+ = nSO4 = 0,32 mol
Gọi x, y lần lượt là số mol Fe2+ ; Fe3+ trong Y
Bảo toàn điện tích : 2nFe2+ + 3nFe3+ + nK+ = nNO3 + 2nSO4
=> 2x + 3y + 0,32 = 2c – 0,04 + 0,32.2
=> 2x + 3y = 2c + 0,28 [*]
Có : nNaOH = 2nFe2+ + 3nFe3+ => 0,44 = 2x + 3y[**]
Từ [*] và [**] => c = 0,08 mol
mY = mNO3 + mK + mFe2+ + mFe3+ + mSO4
=> 59,04 = 62[0,02 – c] + 0,32.39 + 0,32.96 + 56x + 56y
=> x + y = 0,15 mol[***]
Bảo toàn Fe : a + 3b +c = 0,15
=> a = 0,01
=> mX = mFe + mFe3O4 + mFe[NO3]2 = 19,6g
=> %mFe[NO3]2 = 73,46%
Page 2
Đáp án D
Hỗn hợp khí có M = 2.8 = 16
=> có H2 và NO
=> nH2 = nNO, vì có H2
=> 0,01 mol KNO3 hết cho 0,01 mol NO
=> nH2 = 0,01
Trong muối có:
Fe x mol, K+ 0,01 mol, SO4 2- 0,15 mol
m Muối = 56x + 39.0,01 + 96.0,15 = 21,23
=> x = 0,115
=> mFe = 6,44
=> Khí Z gồm NO2 và CO2 có M = 45
=> nNO2 = nCO2 = a
=> trong X có: Fe 0,115 mol, NO3- a mol , CO32- a mol
=> nO = 6a mol [ bảo toàn mol O trong CO3 và NO3]
=> trong Y có 0,115 mol Fe và 2a mol O [ giảm 4a do tạo khí NO2 và CO2]
NO3-+3e+4 H+->NO + 2 H2O
0,01 0,04 0,01
2 H+ + 2e -> H2
0,02 0,01
2 H+ + O -> H2O
4a 2a
nH+ = 0,04 + 0,02 + 4a = 2.0,15
=> a = 0,06
m X = mFe + mNO3 + mCO3
= 6,44 + 62.0,06 + 60.0,06
= 13,76