Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp gồm Fe, Cu, FeCO3, Fe(NO3)3 và Cu(NO3)2 trong 180 gam dung dịch chứa 0,72 mol HNO3, kết thúc phản ứng thu được dung dịch X chỉ chứa các muối nitrat của kim loại và 4,48 lít (đktc) hỗn hợp Y gồm hai khí không màu, trong đó có một khí hóa nâu. Chia dung dịch X làm hai phần bằng nhau:
+ Cô cạn phần một, lấy muối khan đem nung đến khối lượng không đổi, thu được 9,352 lít khí.
+ Cho dung dịch chứa 16,0 gam NaOH vào phần hai (không có mặt oxi), thu được dung dịch Z và (m – 14,89) gam kết tủa. Cô cạn dung dịch Z, sau đó lấy phần rắn đem nung đến khối lượng không đổi thu được 26,15 gam chất rắn khan. Các khí sinh ra đều đo ở đktc, nước bay hơi không đáng kể. Nồng độ phần trăm của muối Fe(III) trong dung dịch X là
A. 6,18%. B. 5,06%. C. 4,74%. D. 3,82%.
Câu trả lời tốt nhất
Y gồm NO (u) và CO2 (v) —> u + v = 0,2
nHNO3 = 4u + 2v = 0,72
—> u = 0,16; v = 0,04
nNaOH = 0,4
Nếu NaOH hết thì nNaNO2 = 0,4 —> mNaNO2 = 27,6 > 26,15: Vô lý
Vậy NaOH còn dư, chất rắn khan gồm NaNO2 (0,35) và NaOH dư (0,05) (Bấm hệ n rắn = 0,4 và m rắn = 26,15).
Đặt a, b, c là số mol Fe3+, Fe2+, Cu2+ trong mỗi phần.
Bảo toàn điện tích —> 3a + 2b + 2c = 0,35 (1)
Phần 1 nhiệt phân tạo 0,4175 mol khí, gồm nNO2 = 0,35 —> nO2 = 0,0675
—> b = 4(0,35/4 – 0,0675) = 0,08 (2)
Trong X có 2a, 2b, 2c mol Fe3+, Fe2+, Cu2+ và 0,35.2 = 0,7 mol NO3-.
Bảo toàn N —> nNO3- ban đầu = 0,14
Bảo toàn C —> nCO32- ban đầu = 0,04
m↓ = m – 14,89
⇔ 107a + 90b + 98c = 56(2a + 2b) + 64.2c + 0,14.62 + 0,04.60 – 14,89 (3)
(1)(2)(3) —> a = 0,02; b = 0,08; c = 0,065
mddX = m + mddHNO3 – mY = 204,04
—> C%Fe(NO3)3 = 242.2a/204,04 = 4,74%