Hòa tan hoàn toàn m (gam) oxit X (FexOy) trong dung dịch HNO3 dư thu được muối Y và khí NO (sản phẩm khử duy nhất). Nung Y ở nhiệt độ cao đến khối lượng không đổi được chất rắn T có khối lượng 60,0 gam.
a/ Viết các phương trình hóa học xảy ra. Tìm m.
b/ Trộn hỗn hợp dạng bột gồm: 60 gam bột T với m1 (gam) nhôm rồi nung ở nhiệt độ cao trong bình kín, không chứa oxi, được hỗn hợp G (gồm 6 chất). Cho hỗn hợp G hoà tan hoàn toàn trong dung dịch chứa 4,05 mol HCl (vừa đủ) thu được V lít khí (đktc) và dung dịch H chứa 207,375 gam muối khan. Tìm m1, V.
c/ Cho 1/10 hỗn hợp G tan hoàn toàn trong dung dịch L (chứa đồng thời HCl và HNO3) thu được dung dịch K và 1,176 lít hỗn hợp khí NO, H2 (đktc; có tỉ khối hơi so với hidro bằng 9). Cho dung dịch K tác dụng với lượng dư dung dịch AgNO3 thu được 67,275 (gam) kết tủa. Tìm tỉ lệ số mol HCl và HNO3 trong dung dịch L. Biết khi thêm HCl vào dung dịch K không có xảy ra phản ứng.
Câu trả lời tốt nhất
3FexOy + (12x – 2y)HNO3 → 3xFe(NO3)3 + (3x – 2y)NO + (6x – y)H2O
4Fe(NO3)3 —> 2Fe2O3 + 12NO2 + 3O2
T là Fe2O3 (0,375 mol)
Nếu X là FeO (0,75 mol) —> m = 54
Nếu X là Fe3O4 (0,25 mol) —> m = 58
T với HCl —> nH2O = nO = 0,375.3 = 1,125
Bảo toàn H: nHCl = 2nH2O + 2nH2
—> nH2 = 0,9 —> V = 20,16 lít
m muối = m1 + 0,375.2.56 + 4,05.35,5 = 207,375
—> m1 = 21,6 gam (hay 0,8 mol)
Quy đổi G thành Al (0,8), Fe (0,75), O (1,125)
1/10G chứa Al (0,08), Fe (0,075), O (0,1125)
nNO = 0,03; nH2 = 0,0225
K chứa Al3+ (0,08), Fe2+ (a), Fe3+ (b), NH4+ (c) và Cl- (2a + 3b + c + 0,24)
Bảo toàn Fe —> a + b = 0,075
m↓ = 108a + 143,5(2a + 3b + c + 0,24) = 67,275
Bảo toàn N —> nHNO3 = c + 0,03
nH+ = (2a + 3b + c + 0,24) + (c + 0,03) = 0,03.4 + 0,0225.2 + 0,1125.2 + 10c
—> a = 0,025; b = 0,05; c = 0,01
nHCl : nHNO3 = (2a + 3b + c + 0,24) : (c + 0,03) = 45 : 4