by Hòa tan hết 11,1g hỗn hợp Fe và Cu trong 94,5g dung dịch HNO$_{3}$ 48% thu được dung dịch X (không chứa muối amoni). Cho X phản ứng với 300 ml dung dịch hỗn hợp NaOH 1M và KOH 0,5M, thu được kết tủa Y và dung dịch Z. Nung Y trong không khí đến khối lượng không đổi, thu được 15g hỗn hợp gồm Fe$_{2}$O$_{3}$ và CuO. Cô cạn Z thu được hỗn hợp chất rắn khan T. Nung T đến khối lượng không đổi thu được 32,145g chất rắn hỗn hợp. Nồng độ phần trăm của Fe(NO$_{3}$)$_{3}$ trong X có giá trị gần nhất với :
A. 15,5
B. 8,0
C. 8,5
D. 7,5
Hướng dẫn
Chọn phương án: B
Phương pháp giải:
B. ảo toàn electron, Bảo toàn điện tích, Bảo toàn nguyên tố, Bảo toàn khối lượng
Lời giải chi tiết:
n$_{HNO3}$ = 0,72 mol ; n$_{NaOH}$ = 0,3 mol ; n$_{KOH}$ = 0,15 mol
Đặt n$_{Fe}$ = x ; n$_{Cu}$ = y ⇒ n$_{Fe2O3}$ = 0,5x ; n$_{CuO}$ = y
Ta có : 56x + 64y = 11,1g ; 80x + 80y = 15
⇒ x = 0,1125 ; y = 0,075
Giả sử chất rắn khan sau khi nung T gồm 0,3 mol NaNO$_{2}$ và 0,15 mol KNO$_{2}$
m$_{T}$ = 0,3.69 + 0,15.85 = 33,45g > 322,145g ⇒ trong chất rắn khan sau nung T có cả bazo dư
Đặt n$_{NO2}$ = a ; n$_{OH}$ = b
0,3.23 + 0,15.39 + 46a + 17b = 32,145
a + b = 0,45
⇒ a = 0,405 ; b = 0,045
Do n$_{NO3 muối}$ = 0,405 < 3n$_{Fe}$ + 2n$_{Cu}$ = 3.0,1125 + 2.0,075 = 0,4875
⇒ Sản phẩm có cả Fe$^{2+}$ và Fe$^{3+}$ và HNO$_{3}$ phản ứng hết.
Trong dung dịch X có : z mol Fe$^{2+}$ ; t mol Fe$^{3+}$ ; 0,075 mol Cu$^{2+}$ ; 0,405 mol NO$_{3}$$^{-}$
B. ảo toàn Fe : z + t = 0,1125
B. ảo toàn điện tích : 2z + 3t + 2.0,075 = 0,405
⇒ z = 0,0825 và t = 0,03
B. ảo toàn H : n$_{H2O}$ = ½ n$_{HNO3}$ = 0,36 mol
B. ảo toàn khối lượng : m$_{sp khử}$ = m$_{HNO3}$ – m$_{NO3 muối}$ – m$_{NO3 (X)}$ – m$_{H2O}$ = 13,77g
m$_{dd X}$ = m$_{KL}$ + m$_{dd HNO3}$ – m$_{sp khử}$ = 91,83g
⇒ C% Fe(NO$_{3}$)$_{3}$ = 7,91%
Đáp án B
