Đốt cháy hỗn hợp gồm Mg và Fe trong oxi, sau một thời gian, thu được 11,04 gam hỗn hợp X gồm các oxit và kim loại còn dư. Hòa tan hoàn toàn X trong dung dịch chứa H2SO4 15,19% và NaNO3 4,25%. Sau khi kết thúc phản ứng, thu được dung dịch Y chỉ chứa các muối sunfat của kim loại và hỗn hợp khí Z gồm NO và N2O. Tỉ khối của Z so với He bằng 8,375. Cho dung dịch Ba(OH)2 dư vào Y, thu được 90,67 gam kết tủa. Lọc lấy kết tủa nung ngoài không khí đến khối lượng không đổi, thu được 86,63 gam rắn khan. Nồng độ phần trăm của muối Fe2(SO4)3 trong dung dịch Y có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây?
A. 3,0%. B. 4,0%. C. 3,5%. D. 4,5%.
Câu trả lời tốt nhất
mdd = 98nH2SO4/15,19% = 85nNaNO3/4,25%
—> nH2SO4/nNaNO3 = 31/10
—> nH2SO4 = 31a và nNaNO3 = 10a
MZ = 33,5 —> nNO : nN2O = 3 : 1
Bảo toàn N —> nNO + 2nN2O = 10a
—> nNO = 6a và nN2O = 2a
Hỗn hợp X gồm kim loại (b gam) và O (c mol)
—> b + 16c = 11,04 (1)
nH+ = 31a.2 = 6a.4 + 2a.10 + 2c (2)
nBa(OH)2 phản ứng = 31a
—> nOH- trong ↓ = 31a.2 – 10a = 52a
—> m↓ = 233.31a + b + 17.52a = 90,67 (3)
(1)(2)(3) —> a = 0,01; b = 9,6; c = 0,09
Y gồm Fe2+ (u), Fe3+ (v), Mg2+ (p), Na+ (10a = 0,1) và SO42- (31a = 0,31)
Bảo toàn điện tích: 2u + 3v + 2p + 0,1 = 0,31.2 (4)
Khi nung kết tủa:
Đặt nFe2+ = u —> nO2 phản ứng với kết tủa = 0,25u
Bảo toàn H —> nH2O = nOH-/2 = 52a/2 = 0,26
—> 90,67 + 32.0,25u = 86,63 + 0,26.18 (5)
m kim loại trong X = 56(u + v) + 24p = b (6)
(4)(5)(6) —> u = 0,08; v = 0,04; p = 0,12
—> nFe2(SO4)3 = v/2 = 0,02
mddY = mX + 98.31a/15,19% – mNO – mN2O = 208,36
—> C%Fe2(SO4)3 = 3,84%