by Hòa tan hết 27,2 gam hỗn hợp rắn X gồm Fe$_{3}$O$_{4}$, Fe$_{2}$O$_{3}$ và Cu trong dung dịch chứa 0,9 mol HCl (dung dư) thu được dung dịch y có chứa 13,0 gam FeCl$_{3}$ . Tiến hành điện phân dung dịch Y bằng điện cực trơ đến khi catot bắt đầu có khí thoát ra thì dừng điện phân thấy khối lượng dưng dịch giảm 13,64 gam. Cho dung dịch AgNO$_{3}$ 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
A. 116,31
B. 118,64
C. 117,39
D. 116,85
Hướng dẫn
Chọn đáp án là: D
Phương pháp giải:
– Viết các bán phản ứng xảy ra quá trình điện phân tại catot và anot
– Bảo toàn khối lượng, bảo toàn nguyên tố
– Viết phương trình ion rút gọn
Lời giải chi tiết:
n$_{Fe3+}$ = 0,08 (mol); H+ còn dư
Dd Y gồm: FeCl$_{3}$ , FeCl$_{2}$, CuCl$_{2}$, HCl dư
Qúa trình điện phân dd Y
Catôt (Fe$^{3+}$, Fe$^{2+}$, Cu$^{2+}$, H$^{+}$) Anốt (Cl$^{-}$)
Fe$^{3+}$ +1e → Fe$^{2+}$ 2Cl$^{-}$ + 2e → Cl$_{2}$
0,08 → 0,08
Cu $^{2+}$ + 2e → Cu
x → 2x
2H$^{+}$ + 2e → H$_{2}$
Khi catốt có khí thì ngừng ⇒ chưa xảy ra phản ứng điện phân H$^{+}$
Gọi n$_{CuCl2}$ = x (mol)
⇒ n$_{e trao đổi}$ = 0,08 + 2x = 2n$_{Cl2}$
m$_{dd giảm}$ = m$_{Cu}$ + m$_{Cl2}$ = 64x + 71( 0,04 + x) = 13,64
⇒ x = 0,08 (mol)
Gọi số mol Fe$_{3}$O$_{4}$ và Fe$_{2}$O$_{3}$ lần lượt là a và b mol
B. TKL: 232a + 160b + 0,08.64 = 27,2 (1)
2Fe$^{3+}$ + Cu → Fe$^{2+}$ + Cu$^{2+}$
⇒ n$_{Fe3+ sau}$ = n$_{Fe3+ ban đầu}$ – n$_{Cu}$
<⇒ 2a + 2b – 2.0,08 = 0,08 (2)
Từ (1) và (2) ⇒ a = 0,04 ; b = 0,08 mol
B. TNT Fe: n$_{Fe2+}$ = n$_{Fe bđ}$ – n$_{Fe3+ sau}$ = 0,2 mol
n$_{H+ dư}$ = n$_{HCl dư}$ = n$_{HCl bđ}$ – 3n$_{FeCl3}$ – 2n$_{FeCl2}$ – 2n$_{CuCl2}$ = 0,1 mol
Sau điện phân thì n$_{Fe2+}$ = 0,28 (mol); n$_{Cl-}$ = 0,66 (mol); n$_{H+}$ = 0,1 (mol)
Khi cho AgNO$_{3}$ vào:
3Fe$^{2+ }$+ 4H$^{+}$ + NO$_{3}$$^{-}$ →3Fe$^{3+ }$+ NO + H$_{2}$O
0,075← 0,1
A. g$^{+}$ + Fe$^{2+}$ → Fe$^{3+}$ + Ag↓
(0,28 – 0,075)→ 0,205
A. g$^{+}$ + Cl$^{-}$ → AgCl↓
0,66 → 0,66
m$_{↓}$ = m$_{Ag}$ + m$_{AgCl}$ = 0,205.108 + 0,66.143,5 = 116,85(g)
Đáp án D
