Hỗn hợp chất rắn X gồm Fe, FeS, FeCO3 và Fe(NO3)3 (trong đó nguyên tố oxi chiếm 38,906% về khối lượng hỗn hợp). Cho 39,48 gam hỗn hợp X vào bình kín (không có mặt O2) rồi nung nóng đến khối lượng không đổi. Sau khi kết thúc phản ứng thu được chất rắn Y (gồm sắt và các oxit sắt) và 7,616 lít hỗn hợp khí Z (gồm CO2, SO2 và NO2). Hòa tan hết lượng Y ở trên vào 150 gam dung dịch HNO3 63% (dung dịch đặc), đun nóng, thu được dung dịch T và V lít khí NO2 (là sản phẩm khử duy nhất của N+5). Cho 400 ml dung dịch NaOH 3M vào lượng dung dịch T ở trên thu được m gam kết tủa và dung dịch Q. Cô cạn dung dịch Q để làm bay hơi nước thu được chất rắn M. Nung nóng M đến khối lượng không đổi thu được 78,16 gam chất rắn L. Các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Nồng độ phần trăm của Fe(NO3)3 trong dung dịch T gần nhất với giá trị nào sau đây?
A. 54. B. 55. C. 53. D. 58.
Câu trả lời tốt nhất
nO(X) = 39,48.38,906%/16 = 0,96; nZ = 0,34
—> nO(Y) = 0,96 – 0,34.2 = 0,28
nNaOH = 1,2; nếu NaOH đa hết thì L chứa nNaNO2 = 1,2 —> mNaNO2 = 82,8 > 78,16: Vô lí, vậy NaOH còn dư.
L gồm NaNO2 (u) và NaOH dư (v)
—> u + v = 1,2 và 69u + 40v = 78,16
—> u = 1,04; v = 0,16
nHNO3 = 150.63%/63 = 1,5
Bảo toàn N —> nNO2 = 1,5 – u = 0,46
nHNO3 phản ứng = 2nNO2 + 2nO(Y) = 1,48 < 1,5 nên HNO3 còn dư.
Bảo toàn electron: 3nFe = nNO2 + 2nO
—> nFe(NO3)3 = nFe = 0,34
mddT = 0,34.56 + 0,28.16 + 150 – 0,46.46 = 152,36
—> C%Fe(NO3)3 = 0,34.242/152,36 = 54%