Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp gồm FeS2 và Fe3O4 bằng 100 gam dung dịch HNO3 a% vừa đủ thu được 15,344 lít hỗn hợp khí gồm NO và NO2 có khối lượng 31,35 gam và dung dịch chỉ chứa 30,15 gam hỗn hợp muối. Giá trị của a là
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo sainhh khí = 0,685 (mol)
Đặt nNO = a (mol); nNO2 = b (mol)
Ta có hệ phương trình:
\(\left\{ \begin{array}{l}{n_{hh}} = a + b = 0,685\\{m_{hh}} = 30a + 46b = 31,35\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}a = 0,01\\b = 0,675\end{array} \right.\)
Đặt nFeS2 = x (mol); nFe3O4 = y (mol)
Qúa trình nhường e
\(\begin{array}{l}\mathop {Fe}\limits^{ + 2} {\mathop S\limits^{ - 1} _2} \to \mathop {Fe}\limits^{ + 3} \, + \mathop {\,2S}\limits^{ + 6} \, + & 15e\\x\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, \to \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, & 15x\\{\mathop {Fe}\limits^{ + 8/3} _3}{O_4} \to 3\mathop {Fe}\limits^{ + 3} + & e\\y\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, \to \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, & y\,\end{array}\)
Quá trình nhận e
N+5 +3e → N+2
0,03←0,01 (mol)
N+5 +1e → N+4
0,675 ←0,675 (mol)
Dung dịch chứa hỗn hợp muối: Fe3+: x +3y (mol); SO42-: 2x(mol)
Bảo toàn điện tích: nNO3- = 3nFe3+ - 2nSO42- = 3(x +3y) -4x
=> nNO3- = 9y –x
Ta có hệ phương trình:
\(\left\{ \begin{array}{l}BTe:15x + y = 0,03 + 0,675\\{m_{muoi}} = 56(x + 3y) + 96.2x + 62(9y - x) = 30,15\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}x = 0,045\\y = 0,03\end{array} \right.\)
BTNT N: nHNO3 = nNO3- + nNO + nNO2 = 0,225 + 0,01+0,675 = 0,91 (mol)
=> mHNO3 = 57,33 (g)
\(\% HN{O_3} = a\% = \dfrac{{{m_{HN{O_3}}}}}{{m{\,_{dd\,HN{O_3}}}}}.100\% = \dfrac{{57,33}}{{100}}.100\% = 57,33\% \)
Đáp án A
Đề thi thử THPT QG năm 2022 môn Hóa học
Trường THPT Phan Ngọc Hiển
