Hòa tan hết 28,0 gam hỗn hợp gồm Fe3O4 và Cu trong 180 gam dung dịch HNO3 37,8% thu được dung dịch X (không chứa muối amoni). Cho 400 ml dung dịch chứa NaOH 1,5M và KOH 1M vào X, thu được kết tủa Y và dung dịch Z. Nung Y trong không khí đến khối lượng không đổi, thu được 32,0 gam hỗn hợp gồm hai oxit. Cô cạn Z, sau đó lấy phần rắn đem nung đến khối lượng không đổi, thu được 72,5 gam chất rắn khan. Giả sử nước bay hơi không đáng kể. Nồng độ phần trăm của Fe(NO3)3 trong X có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây?
A. 9,5. B. 10,0. C. 11,5. D. 10,5.
Câu trả lời tốt nhất
Ban đầu Fe3O4 (u) và Cu (v) —> 232u + 64v = 28
m oxit = 160.1,5u + 80v = 32
—> u = 0,06 và v = 0,22
nHNO3 = 1,08; nNaOH = 0,6 và nKOH = 0,4
Dung dịch Z chứa Na+ (0,6), K+ (0,4), NO3- (a) và OH- dư (b)
Bảo toàn điện tích —> a + b = 0,6 + 0,4
Cô cạn Z rồi nung —> m rắn = 46a + 17b + 0,6.23 + 0,4.39 = 72,5
—> a = 0,9 và b = 0,1
Dễ thấy nNO3-(X) = 0,9 < 3.3u + 2v = 0,98 nên X chứa Fe2+ —> X không chứa H+ dư.
X gồm Fe2+ (c), Fe3+ (d), Cu2+ (0,22) và NO3- (0,9)
Bảo toàn điện tích —> 2c + 3d + 0,22.2 = 0,9
Bảo toàn Fe —> c + d = 3u = 0,18
—> c = 0,08 và d = 0,1
Bảo toàn N —> nN (khí) = 1,08 – 0,9 = 0,18
Đặt nO (khí) = x
Ban đầu Fe (0,18), Cu (0,22) và O (0,24)
Bảo toàn electron:
0,08.2 + 0,1.3 + 0,22.2 + 2x = 0,18.5 + 0,24.2
—> x = 0,24
Bảo toàn khối lượng:
mddX = m(Fe3O4, Cu) + mddHNO3 – mN (khí) – mO (khí) = 201,64
—> C%Fe(NO3)3 = 242d/201,64 = 12%