Hòa tan hết 16,32 gam hỗn hợp gồm Fe và Cu trong 134,4 gam dung dịch HNO3 45%, thu được dung dịch X (không chứa chứa muối amoni). Cho X phản ứng với 400 ml dung dịch hỗn hợp gồm NaOH 1M và KOH 0,5M, thu được kết tủa Y và dung dịch Z. Nung Y trong không khí đến khối lượng không đổi, thu được 21,6 gam hỗn hợp Fe2O3 và CuO. Cô cạn Z, thu được hỗn hợp rắn T. Nung T đến khối lượng không đổi, thu được 43,44 gam hỗn hợp chất rắn. Nồng độ phần trăm của Fe(NO3)3 trong X có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây?
A. 4 B. 20 C. 3 D. 10
Câu trả lời tốt nhất
Đặt a, b là số mol Fe, Cu
—> 56a + 64b = 16,32
và 160a/2 + 80b = 21,6
—> a = 0,12 và b = 0,15
nHNO3 = 0,96; nNaOH = 0,4 và nKOH = 0,2
Gộp 2 kiềm thành ROH (0,6 mol) với R = (23.0,4 + 39.0,2)/0,6 = 85/3
Cô cạn Z thu được RNO3 (x mol) và ROH dư (y mol). Nung lên thu được RNO2 (x mol) và ROH dư (y mol)
—> nROH ban đầu = x + y = 0,6
m rắn = 223x/3 + 136y/3 = 43,44
—> x = 0,56 và y = 0,04
Dễ thấy 3a + 2b > 0,56 nên X chứa cả Fe2+ (u mol); Fe3+ (v mol) và Cu2+ (0,15 mol); nNO3- = 0,56
Bảo toàn Fe —> u + v = 0,12
Bảo toàn điện tích —> 2u + 3v + 0,15.2 = 0,56
—> u = 0,1 và v = 0,02
Bảo toàn N —> Sản phẩm khử chứa nN = 0,96 – 0,56 = 0,4 và nO = k
Bảo toàn electron:
0,1.2 + 0,02.3 + 0,15.2 + 2k = 0,4.5
—> k = 0,72
—> m khí = mN + mO = 17,12
Bảo toàn khối lượng:
mddX = m kim loại + mddHNO3 – m khí = 133,6
—> C%Fe(NO3)3 = 0,02.242/133,6 = 3,62%