Hòa tan a gam hỗn hợp FeO, Fe(OH)2, FeCO3, và Fe3O4, (trong đó Fe3O4 chiếm 1/3 tổng số mol hỗn hợp) vào 2 lít dung dịch HNO3, loãng (lấy dư 3,75% so với lượng tối đa cần phản ứng), thu được dung dịch (E) và V lit (đktc) hỗn hợp gồm CO2 và NO (sản phẩm khử duy nhất của N+5) có tỉ khối so với H2 là 18,5. Cho (E) phản ứng với 800 ml dung dịch NaOH 3M và KOH 1M, thu được m gam kết tủa và dung dịch (F). Cô cạn dung dịch (F), thu được hỗn hợp chất rắn khan (T). Nung (T) đến khối lượng không đổi, thu được 231,28 gam hỗn hợp chất rắn. Xác định các giá trị V, m và nồng độ của dung dịch HNO3 đã dùng? Viết các phương trình phản ứng.
Câu trả lời tốt nhất
nNaOH = 2,4; nKOH = 0,8
Nếu kiềm hết thì chất rắn chứa NaNO2 (2,4) và KNO2 (0,8)
—> mNaNO2 + mKNO2 = 233,6 > 231,28: Vô lí, vậy kiềm còn dư.
Chất rắn gồm Na+ (2,4), K+ (0,8), NO2- (u) và OH- dư (v)
Bảo toàn điện tích: u + v = 2,4 + 0,8
m rắn = 46u + 17v + 2,4.23 + 0,8.39 = 231,28
—> u = 3,12; v = 0,08
****
nFe3O4 = x —> n(FeO, Fe(OH)2, FeCO3) = 2x
Quy đổi hỗn hợp thành FeO (3x), Fe2O3 (x), CO2 (y) và H2O
Bảo toàn electron —> nNO = x
m khí = 30x + 44y = 18,5.2(x + y) (1)
Bảo toàn Fe —> nFe(NO3)3 = 5x
Bảo toàn N —> nHNO3 phản ứng = 3.5x + x = 16x
—> nHNO3 dư = 16x.3,75% = 0,6x
Bảo toàn N —> 3.5x + 0,6x = u (2)
(1)(2) —> x = y = 0,2
—> V = 22,4(x + y) = 8,96 lít
nFe(OH)3 = 5x = 1 —> m = 107 gam
nHNO3 ban đầu = 16x + 0,6x = 3,32 —> CM = 1,66M