Nung nóng để thực hiện phản ứng nhiệt nhôm 51,0 gam hỗn hợp gồm Al, CuO và Fe3O4 trong điều kiện không có không khí, thu được hỗn hợp rắn X. Chia X làm hai phần bằng nhau. Phần 1 cho vào dung dịch NaOH loãng dư, thấy lượng NaOH phản ứng là 13,6 gam đồng thời thoát ra x mol khí H2 và còn lại 12,0 gam rắn không tan. Hòa tan hết phần 2 trong dung dịch chứa 0,8 mol H2SO4 và y mol HNO3, thu được dung dịch Y chỉ chứa các muối trung hòa có tổng khối lượng là 98,34 gam và x mol hỗn hợp khí Z gồm NO, N2O và H2 (trong đó H2 có số mol là 0,04). Các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Thành phần phần trăm theo thể tích của khí N2O có trong hỗn hợp Z gần nhất với giá trị nào sau đây?
A. 17%. B. 67%. C. 27%. D. 72%.
Câu trả lời tốt nhất
Khối lượng mỗi phần là 25,5 gam.
Phần 1 + NaOH có H2 thoát ra nên Al còn dư —> Các oxit kim loại ban đầu bị khử hết, chất rắn không tan trong NaOH là Cu, Fe.
Ban đầu: nAl = nNaOH = 0,34
Đặt nCuO = u và nFe3O4 = v
—> 80u + 232v + 0,34.27 = 25,5
m rắn = 64u + 56.3v = 12
—> u = 0,03 và v = 0,06
—> nO = u + 4v = 0,27
Bảo toàn electron: 3nAl = 2nO + 2nH2
—> nH2 = x = 0,24
Phần 2 quy đổi thành Al (0,34), Cu (0,03), Fe (0,18), O (0,27)
m muối = mAl + mCu + mFe + mNH4+ + mSO42-
—> nNH4+ = 0,02
Đặt a, b là số mol NO, N2O
—> n khí = a + b + 0,04 = 0,24
Bảo toàn N —> a + 2b + 0,02 = y
nH+ = y + 0,8.2 = 4a + 10b + 0,04.2 + 0,02.10 + 0,27.2
—> a = 0,16; b = 0,04; y = 0,26
—> %VN2O = 16,67%