Hòa tan hết một lượng Fe3O4 trong 240 ml dung dịch H2SO4 1M loãng, đun nóng, thu được dung dịch X. Thêm tiếp vào dung dịch X hỗn hợp rắn gồm Cu và Fe(NO3)3, sau phản ứng thu được dung dịch Y và 1,344 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, đktc). Nhúng thanh Mg dư vào dung dịch Y thấy thoát ra 1,792 lít khí H2 (đktc), đồng thời khối lượng thanh Mg tăng 4,08g. Các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Hãy tính tổng khối lượng Cu, Fe3O4 và Fe(NO3)3.
Câu trả lời tốt nhất
nH2SO4 = 0,24; nH2 = 0,08; nNO = 0,06
TH1: Cho Mg vào Y có tạo NH4+ (Y còn NO3-)
Đặt a, b, c là số mol Fe3O4, Cu, Fe(NO3)3
Bảo toàn N —> nNH4+ = 3c – 0,06
nH+ = 0,24.2 = 2.4a + 0,06.4 + 0,08.2 + 10(3c – 0,06) (1)
Bảo toàn electron: a + 2b = 0,06.3 (2)
Y + Mg dư tạo dung dịch chứa SO42- (0,24), NH4+ (3c – 0,06), bảo toàn điện tích —> nMg2+ = (0,27 – 1,5c)
m tăng = 56(3a + c) + 64b – 24(0,27 – 1,5c) = 4,08 (3)
(1)(2)(3) —> a = 2143/41800; b = 5381/83600; c = 47/5225
nNH4+ = 3c – 0,06 < 0: Loại
TH2: Cho Mg vào Y không tạo NH4+ (Y hết NO3-)
Bảo toàn N —> nFe(NO3)3 = nNO/3 = 0,02
nH+ = 0,24.2 = 4nNO + 2nH2 + 2nO (trong Fe3O4)
—> 2nO (trong Fe3O4) = 0,04
—> nFe3O4 = 0,04/4 = 0,01
Bảo toàn Mg và S —> nMg phản ứng = nMgSO4 = nH2SO4 = 0,24
m tăng = mFe + mCu – mMg phản ứng = 4,08
⇔ 56(0,01.3 + 0,02) + mCu – 0,24.24 = 4,08
—> mCu = 7,04 gam
—> m(Cu, Fe3O4 và Fe(NO3)3) = 7,04 + 0,01.232 + 0,02.242 = 14,2 gam
Fe3O4 + 3H2SO4 dư → FeSO4 + Fe2(SO4)3 + 3H2O
nếu dựa vào phương trình này để tính thì 2nO≠nH+ ạ
Cho em hỏi trong web có bài tương tự nhưng ad giải ra 14,2, vậy cái nào đúng ạ.
nNO = 0,06 → nFe(NO3)3 = 0,02
nH+ = 0,24.2 = 4nNO + 2nH2 + 2nO
→ nO = 0,04 → nFe3O4 = 0,01
nMg phản ứng = nH2SO4 = 0,24
Đặt nCu = a
56(0,2 + 0,1.3) + 64a + 0,24.24 = 4,8
→ a = 0,11
→ m = 14,2