Hoà tan hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm Mg, Fe, FeCO3, Cu(NO3)2 vào dung dịch chứa H2SO4 và 0,045 mol NaNO3, thu được dung dịch Y chỉ chứa 62,605 gam muối trung hoà và 3,808 lít (đktc) hỗn hợp Z (trong đó có 0,02 mol H2, NO, CO2). Tỉ khối của Z so với O2 bằng 19/17. Thêm dung dịch NaOH 1M vào Y đến khi thu được lượng kết tủa lớn nhất là 31,72 gam thì vừa hết 865 ml. Mặt khác, cho Y tác dụng vừa đủ với BaCl2, sau đó cho tiếp tục lượng dư AgNO3 vào thu được 256,04 gam kết tủa. Thành phần phần trăm về khối lượng của kim loại Fe trong hỗn hợp X gần nhất với?→
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiĐáp án B
\(\underbrace {Mg,Fe,FeC{O_3},Cu{{(N{O_3})}_2}}_{m(g)\,\,X} + \underbrace {{H_2}S{O_4},\overbrace {NaN{O_3}}^{0,045\,\,mol}}_{dung\,\,dich\,\,hon\,\,hop} \to \underbrace {M{g^{2 + }},F{e^{a + }},C{u^{2 + }},\overbrace {N{a^ + }}^{0,045\,\,mol},NH_4^ + ,SO_4^{2 – }}_{62,605(g)\,\,Y} + \underbrace {\overbrace {{H_2}}^{0,02\,\,mol},C{O_2},NO}_{0,17\,\,mol\,\,hon\,\,hop\,\,Z}\)
Cho \(\underbrace {M{g^{2 + }},F{e^{a + }},C{u^{2 + }},NH_4^ + ,SO_4^{2 – }}_{62,605(g)\,Y} \to \underbrace {Fe{{(OH)}_a},Cu{{(OH)}_2},Mg{{(OH)}_2}}_{31,72(g) \downarrow } + N{a_2}S{O_4}\)
\( \Rightarrow a{n_{F{e^{a + }}}} + 2{n_{M{g^{2 + }}}} + 2{n_{C{u^{2 + }}}} + {n_{NH_4^ + }} = {n_{NaOH}} = 0,865\,\,\,\,\,\,\,\,\left( 1 \right)\)
\(\begin{array}{l}
\to {n_{{H_2}S{O_4}}} = {n_{SO_4^{2 – }}} = 0,455\,\,mol\\
\Rightarrow {m_{ \downarrow \max }} = 56{n_{F{e^{a + }}}} + 24{n_{M{g^{2 + }}}} + 64{n_{C{u^{2 + }}}} + 17\left( {{n_{O{H^ – }}} – {n_{NH_4^ + }}} \right) \to 56{n_{F{e^{a + }}}} + 24{n_{M{g^{2 + }}}} + 64{n_{C{u^{2 + }}}} = 17,015 + 17{n_{NH_4^ + }}
\end{array}\)
Ta có: \({m_Y} = 56{n_{F{e^{a + }}}} + 24{n_{M{g^{2 + }}}} + 64{n_{C{u^{2 + }}}} + 23{n_{N{a^ + }}} + 18{n_{NH_4^ + }} + 96{n_{SO_4^{2 – }}}\)
\(\begin{array}{l}
\to 62,605 = 17,015 + 17{n_{NH_4^ + }} + 23.0,045 + 18{n_{NH_4^ + }} + 96.0,455 \to {n_{NH_4^ + }} = 0,025(mol)\\
\to {n_{{H_2}O}} = \frac{{2{n_{{H_2}S{O_4}}} – 4{n_{NH_4^ + }} – 2{n_{{H_2}}}}}{2} = 0,385\,\,mol\\
\to {m_X} = {m_Y} + {m_Z} + 18{n_{{H_2}O}} – 85{n_{NaN{O_3}}} – 98{n_{{H_2}S{O_4}}} = 27,2(gam)
\end{array}\)
Khi cho Y tác dụng lần lượt với các dung dịch BaCl2 và AgNO3 thì thu được kết tủa gồm:
\(\left\{ \begin{array}{l}
{n_{BaS{O_4}}} = {n_{SO_4^{2 – }}} = {n_{B{a^{2 + }}}} = 0,455\,\,mol\\
{n_{AgCl}} = 2{n_{BaC{l_2}}} = 0,91\,\,mol
\end{array} \right. \Rightarrow {n_{Ag}} = {n_{F{e^{2 + }}}} = \frac{{m \downarrow – 233{n_{BaS{O_4}}} – 143,5{n_{AgCl}}}}{{108}} = 0,18\,(mol)\)
– Khí Z chứa các khí H2 (0,02 mol), CO2 (0,11 mol), NO (0,04 mol).
\( \to {n_{Cu{{(N{O_3})}_2}}} = 0,5({n_{NO}} + {n_{NH_4^ + }} – {n_{NaN{O_3}}}) = 0,01\,\,mol.\)
Từ (1) \( \to 3{n_{F{e^{3 + }}}} + 2{n_{M{g^{2 + }}}} = 0,46\,\,\,\left( 2 \right)\)
Và \(24{n_{M{g^{2 + }}}} + 56{n_{F{e^{3 + }}}} = 6,72\,\,\,\,\left( 3 \right).\)
Từ (2), (3) ta suy ra: \(\left\{ \begin{array}{l}
{n_{F{e^{3 + }}}}:0,06\\
{n_{M{g^{2 + }}}}:0,14
\end{array} \right.\,\,\,(mol)\)
\( \Rightarrow {n_{Fe(X)}} = ({n_{F{e^{3 + }}}} + {n_{F{e^{2 + }}}}) – \underbrace {{n_{FeC{O_3}}}}_{{n_{C{O_2}}}} = 0,06 + 0,18 – 0,11 = 0,13\,\,(mol).\)
Vậy \(\% {m_{Fe}} = \frac{{0,13.56}}{{27,2}}.100\% = 26,76\% .\)
Đề thi thử THPT QG năm 2022 môn Hóa học
Trường THPT Chuyên Sơn La
