Nung m gam hỗn hợp X gồm Fe(NO3)2, FeCO3 và Fe(OH)2 trong bình chân không, thu được chất rắn duy nhất là Fe2O3 và a mol ?
Nung m gam hỗn hợp X gồm Fe(NO3)2, FeCO3 và Fe(OH)2 trong bình chân không, thu được chất rắn duy nhất là Fe2O3 và a mol hỗn hợp khí và hơi Y gồm NO2, CO2 và H2O. Mặt khác, hòa tan hoàn toàn m gam X trong 120 gam dung dịch H2SO4 14,7%, thu được dung dịch chỉ chứa 38,4 gam muối trung hòa của kim loại và hỗn hợp khí gồm NO và CO2. Giá trị của a là
A. 0,18.
B. 0,24.
C. 0,30.
D. 0,36.
Đáp án C
Giải: ► Đặt nFe(NO3)2 = x; nFeCO3 = y; nFe(OH)2 = z. Nung ta có:– 4Fe(NO3)2 \(\xrightarrow[]{t^o} \) 2Fe2O3 + 8NO2↑ + O2↑
– 4FeCO3 + O2 \(\xrightarrow[]{t^o}\) 2Fe2O3 + 4CO2↑
– 4Fe(OH)2 + O2 \(\xrightarrow[]{t^o}\) 2Fe2O3 + 4H2O
(● Ps: O2 được dùng trong 2 phản ứng sau là O₂ sinh ra ở phản ứng đầu
chứ
không phải O2 bên ngoài vì đề nói rõ nung trong CHÂN KHÔNG )
► Thu được rắn duy nhất Fe2O3 và Y không chứa O2 ⇒ O2 phản ứng vừa đủ
⇒ nO2 sinh ra = nO2 phản ứng ⇒ 0,25x = 0,25y + 0,25z hay x = y + z ^_^
_______________________________________________
► Xét thí nghiệm 2: nH₂SO₄ = 120 × 0,147 ÷ 98 = 0,18 mol
Nồng độ 14,7% là nồng độ loãng ⇒ xảy ra phản ứng oxi hóa Fe là do xảy ra phản ứng:
4H+ + NO3– + 3e → NO + 2H2O || Do chỉ thu được muối trung hòa ⇒ H+ hết, NO3– có thể dư
Cứ xét dư, nếu không dư thì bằng 0: nH+ = 4nNO + 2nCO3 + nOH–
(nãy quên mất H+ còn 2 phản ứng nữa là 2H+ + CO32– → CO2↑ + H2O và H+ + OH– → H2O)
⇒ nNO = (0,36 – 2y – 2z) ÷ 4 = (0,36 – 2x) ÷ 4 = (0,09 – 0,5x) mol
● Bảo toàn nguyên tố Nitơ: nNO3– trong muối = 2x – (0,09 – 0,5x) = (2,5x – 0,09) mol
||⇒ mMuối = mFe + mNO3– + mSO42– = 56.(x + y + z) + 62.(2,5x – 0,09) + 0,18.96 = 38,4
⇒ 56.(x + x) + 62.(2,5x – 0,09) + 0,18.96 = 38,4 ⇒ x = 0,1 mol
_________________________________________________________________________
► Quay lại thí nghiệm 1: nY = nNO2 + nCO2 + nH2O = 2x + y + z = 2x + x = 0,3 mol ⇒ Chọn C
