by Dung dịch X gồm 0,02 mol Cu(NO3)2 và 0,1 mol H2SO4. Khối lượng Fe tối đa phản ứng được với dung dịch X là (biết NO là sản phẩm khử duy nhất của NO3-)
A. 4,48.
B. 5,60.
C. 3,36.
D. 2,24.
Hướng dẫn
Đáp án
Phân tích: Đây là bài tập rất hay, nếu không nắm vững kiến thức sẽ chọn sai đáp án, cả 3 phương án nhiễu đề có vẻ đúng cho mỗi trường hợp sai, bạn đọc tham khảo 5 hướng giải sai và 2 cách giải đúng sau đây:
Hướng giải sai 1:
$\begin{align}
& Fe\text{ }+\text{ }Cu{{(N{{O}_{3}})}_{2}}\to Fe{{(N{{O}_{3}})}_{2}}+Cu \\
& 0,02\text{ }\leftarrow \text{ }0,02 \\
\end{align}$
$\begin{align}
& Fe\text{ }+\text{ }{{H}_{2}}S{{O}_{4}}\to FeS{{O}_{4}}+{{H}_{2}}\uparrow \\
& 0,1\text{ }\leftarrow \text{ 0,1} \\
\end{align}$$\Rightarrow {{m}_{Fe}}=(0,02+0,1).56=6,72gam$
Hướng giải sai 2: Quên phản ứng của Fe với Cu2+ và H+ còn dư sau phản ứng (1)
$\begin{align}
& Fe\text{ }+\text{ }4{{H}^{+}}\text{ }+\text{ }NO_{3}^{-}\to F{{e}^{3+}}+NO+2{{H}_{2}}O\text{ }(1) \\
& 0,04\leftarrow 0,16\leftarrow 0,04 \\
\end{align}$
$\Rightarrow {{m}_{Fe}}=0,04.56=2,24gam$ => chọn đáp án sai là D.
Hướng giải sai 3: Quên phản ứng của Fe với H+ còn dư sau phản ứng (1)
$\begin{align}
& Fe\text{ }+\text{ }4{{H}^{+}}\text{ }+\text{ }NO_{3}^{-}\to F{{e}^{3+}}+NO+2{{H}_{2}}O\text{ }(1) \\
& 0,04\leftarrow 0,16\leftarrow 0,04 \\
\end{align}$
$\begin{align}
& Fe\text{ }+\text{ }C{{u}^{2+}}\to F{{e}^{2+}}+Cu\text{ }(2) \\
& 0,02\leftarrow 0,02 \\
\end{align}$
$\Rightarrow {{m}_{Fe}}=(0,04+0,02).56=3,36gam$=> chọn đáp án sai là C.
Hướng giải sai 4: Để Fe tối đa thì phản ứng tạo muối Fe2+ ở (1)
$\begin{align}
& 3Fe\text{ }+\text{ 8}{{H}^{+}}\text{ }+\text{ 2}NO_{3}^{-}\to 3F{{e}^{3+}}+2NO+4{{H}_{2}}O\text{ }(1) \\
& 0,06\leftarrow 0,16\leftarrow 0,04 \\
\end{align}$
$\Rightarrow {{m}_{Fe}}=0,06.56=3,36gam$ => chọn đáp án sai là C.
Hướng giải sai 5: Ở phản ứng (1) tạo muối Fe3+ thì ${{n}_{Fe}}={{n}_{NO_{3}^{-}}}=0,04mol$ => Fe không phải tối đa
$\begin{align}
& Fe\text{ }+\text{ }4{{H}^{+}}\text{ }+\text{ }NO_{3}^{-}\to F{{e}^{3+}}+NO+2{{H}_{2}}O\text{ }(1) \\
& 0,04\leftarrow 0,16\leftarrow 0,04 \\
\end{align}$
$\begin{align}
& Fe\text{ }+\text{ }C{{u}^{2+}}\to F{{e}^{2+}}+Cu\text{ }(2) \\
& 0,02\leftarrow 0,02 \\
\end{align}$
nH+ dư sau phản ứng (1) =$0,2-0,16=0,04\text{ }mol$
$\begin{align}
& Fe\text{ }+\text{ }2{{H}^{+}}\to F{{e}^{2+}}+{{H}_{2}}\text{ }(3) \\
& 0,02\leftarrow 0,04 \\
\end{align}$
$\Rightarrow {{m}_{Fe}}=(0,04+0,02+0,02).56=4,48\text{ }gam$
=> Chọn đáp án sai là A.
Hướng giải đúng 6: Để Fe tối đa thì phản ứng tạo muối Fe2+ ở (1)
$\begin{align}
& 3Fe\text{ }+\text{ 8}{{H}^{+}}\text{ }+\text{ 2}NO_{3}^{-}\to 3F{{e}^{3+}}+2NO+4{{H}_{2}}O\text{ }(1) \\
& 0,06\leftarrow 0,16\leftarrow 0,04 \\
\end{align}$
$\begin{align}
& Fe\text{ }+\text{ }C{{u}^{2+}}\to F{{e}^{2+}}+Cu\text{ }(2) \\
& 0,02\leftarrow 0,02 \\
\end{align}$
nH+ dư sau phản ứng (1) =$0,2-0,16=0,04\text{ }mol$
$\begin{align}
& Fe\text{ }+\text{ }2{{H}^{+}}\to F{{e}^{2+}}+{{H}_{2}}\text{ }(3) \\
& 0,02\leftarrow 0,04 \\
\end{align}$
$\Rightarrow {{m}_{Fe}}=(0,06+0,02+0,02).56=5,6\text{ }gam$ => chọn đáp án đúng là B
Hướng giải đúng 7: Để Fe tối đa thì phản ứng tối đa với (H+ và NO3-), Cu2+, H+ tạo ra muối Fe2+
– Vì $\frac{{{n}_{{{H}^{+}}}}}{{{n}_{NO_{3}^{-}}}}=\frac{0,2}{0,04}>4$ => NO3- hết
– $Fe + X\left\{ \begin{array}{l} {H_2}S{O_4}\\ Cu{(N{O_3})_2} \end{array} \right. \to Y\left\{ \begin{array}{l} F{e^{2 + }}\\ SO_4^{2 – } \end{array} \right. + \left\{ \begin{array}{l} NO\\ {H_2} \end{array} \right. + {H_2}O$
– Dễ thấy trong Y luôn có ${{n}_{F{{e}^{2+}}}}={{n}_{SO_{4}^{2-}}}=0,1\text{ }mol\Rightarrow {{m}_{Fe}}=0,1.56=5,6\text{ }gam$
