Hòa tan hết 27,2 gam hỗn hợp rắn X gồm Fe3O4, Fe2O3 và Cu trong dung dịch chứa 0,9 mol HCl (dùng dư), thu được dung dịch Y có chứa 13,0 gam FeCl3. Tiến hành điện phân dung dịch Y bằng điện cực trơ đến khi ở catot bắt đầu có khí thoát ra thì dừng điện phân, thấy khối lượng dung dịch giảm 13,64 gam. Cho dung dịch AgNO3 dư vào dung dịch sau điện phân, kết thúc phản ứng thấy khí NO thoát ra (sản phẩm khử duy nhất); đồng thời thu được m gam kết tủa. Giá trị của m gần nhất với giá trị nào sau đây?
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiQui hỗn hợp đầu về: Fe2O3; x mol FeO; y mol Cu
X + HCl dư và không có kết tủa sau đó => Cu phản ứng hết
\(2FeC{{l}_{3}}+Cu\to 2FeC{{l}_{2}}+CuC{{l}_{2}}\)
Y gồm 0,08 mol FeCl3; \(\left( x+2y \right)\) mol FeCl2; y mol CuCl2; HCl
\(\Rightarrow \left( 0,08.3+2x+2y \right)<0,9\)
Hỗn hợp đầu gồm: \(\left( 0,04+y \right)\) mol Fe2O3; x mol FeO; y mol Cu
\(\Rightarrow 27,2=160.\left( 0,04+y \right)+72x+64y\,\,{{\,}^{\left( 1 \right)}}\)
Khi điện phân:
Catot(-): thứ tự có thể xảy ra
\(F{{e}^{3+}}+1e\to F{{e}^{2+}}\)
\(C{{u}^{2+}}+2e\to Cu\)
\(2{{H}^{+}}+2e\to {{H}_{2}}\left( * \right)\)
\(F{{e}^{2+}}+2e\to Fe\)
Anot(+):
\(2C{{l}^{-}}\to C{{l}_{2}}+2e\)
Vì ngừng điện phân khi catot có khí => dừng trước quá trình (*)
Bảo toàn e: \({{n}_{C{{l}_{2}}}}=\frac{1}{2}\left( 0,08+2y \right)=0,04+y\,\left( mol \right)\)
=> mgiảm \(={{m}_{Cu}}+{{m}_{C{{l}_{2}}}}=y.64+\left( 0,04+y \right).71=13,64g\)
\(\Rightarrow y=0,08\,mol\). Từ \(\left( 1 \right)\Rightarrow x=0,04\,mol\)
=> Sau điện phân còn: nHCl dư = 0,1 mol; \({{n}_{F\text{e}C{{l}_{2}}}}=0,16+0,04+0,08=0,28\,mol\)
\(3F{{\text{e}}^{2+}}+4{{H}^{+}}+NO_{3}^{-}\to 3F{{\text{e}}^{3+}}+NO+2{{H}_{2}}O\)
0,075 <- 0,1 mol
\(F{{\text{e}}^{2+}}+A{{g}^{+}}\to F{{\text{e}}^{3+}}+Ag\)
\(A{{g}^{+}}+C{{l}^{-}}\to AgCl\)
=> Kết tủa gồm: 0,205 mol Ag; 0,66 mol AgCl
\(\Rightarrow m=116,85g\)
=> Đáp án A
Đề thi thử THPT QG năm 2022 môn Hóa học
Trường THPT Trần Hưng Đạo
