Nung m gam hỗn hợp rắn X gồm Al, CuO, Fe, FexOy trong chân không sau một thời gian thu được hỗn hợp rắn Y. Hòa tan hoàn toàn Y trong 1,8 mol HNO3 (loãng), thu được dung dịch Z chỉ chứa 140,88 gam muối và 0,02 mol khí NO. Cho Z tác dụng với dung dịch NaOH dư, thấy có 74,4 gam NaOH phản ứng; thoát ra 0,896 lít khí (đktc). Lọc tách toàn bộ kết tủa thu được đem nung trong không khí đến khối lượng không đổi thấy khối lượng rắn giảm 11,02 gam. Phần trăm số mol của FexOy có trong hỗn hợp X gần nhất với?
A. 45,5% B. 46% C. 46,5% D. 47%
Câu trả lời tốt nhất
nNH4+ = nNH3 = 0,04
nH+ = 1,8 = 10nNH4+ + 4nNO + 2nO —> nO = 0,66
Z + NaOH (1,86 mol) tạo ra dung dịch chứa Na+ (1,86), NO3- (1,8 – 0,04 – 0,02 = 1,74), bảo toàn điện tích —> nAlO2- = 0,12
Z chứa Fe3+ (a), Fe2+ (b), Cu2+ (c), Al3+ (0,12), NH4+ (0,04), NO3- (1,74)
Bảo toàn điện tích: 3a + 2b + 2c + 0,12.3 + 0,04 = 1,74 (1)
m muối = 56(a + b) + 64c + 0,12.27 + 0,04.18 + 1,74.62 = 140,88 (2)
nOH- trong kết tủa = 1,86 – 4nAl3+ – nNH4+ = 1,34
—> nH2O tạo ra khi nhiệt phân kết tủa = 0,67
nO2 phản ứng với kết tủa = 0,25b
Δm = 0,25b.32 – 0,67.18 = -11,02 (3)
(1)(2)(3) —> a = 0,32; b = 0,13; c = 0,06
—> X gồm Al (0,12), CuO (0,06), Fe (0,45) và O (0,66 – 0,06 = 0,6)
—> nFexOy = 0,6/y
—> nFe trong oxit = 0,6x/y < 0,45
—> x/y < 0,75
—> x = 2, y = 3 là nghiệm duy nhất.
Vậy X gồm Al (0,12), CuO (0,06), Fe2O3 (0,2) và Fe (0,05)
—> %nFe2O3 = 46,51%