Câu hỏi:
Hòa tan hết 12,8 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe3O4 và Fe2O3 trong dung dịch chứa 1,2 mol HNO3 (đặc, nóng, dư), thu được V lít khí NO2 (sản phẩm khử duy nhất N+5, đktc) và dung dịch Y. Cho 650 ml dung dịch NaOH 1M vào Y, thu được 16,05 gam kết tủa. Giá trị của V là:
Phương pháp giải:
quydoiX{Fe:a(mol)O:b(mol)+1,2molHNO3→{ddY{Fe(NO3)3HNO3du}+NaOH:0,65mol→Fe(OH)3:16,05107=0,15(mol)NO2H2O
Xét dd Y + NaOH
mX = mFe + mO → (I)
BT e ta có: 3nFe = 3nNO2 + 2nO → (II)
BTNT “N”: nHNO3 pư = 3nFe(NO3)3 + nNO2 → (III)
Giải hệ (I),(II), (III) ta được a,b, c = ?
Lời giải chi tiết:
quydoiX{Fe:a(mol)O:b(mol)+1,2molHNO3→{ddY{Fe(NO3)3HNO3du}+NaOH:0,65mol→Fe(OH)3:16,05107=0,15(mol)NO2H2O
Xét dd Y + NaOH
nNaOH = nHNO3dư + 3nFe(OH)3 → nHNO3 dư = 0,65 – 3.0,15 = 0,2 (mol)
→ nHNO3 pư = 1,2 – 0,2 = 1 (mol)
Quy đổi hh X thành Fe: a (mol) và O: b (mol). Đặt nNO2 = c (mol)
Quá trình nhường e quá trình nhận e
Fe → Fe+3 + 3e N+5 + e → N+4 (NO2)
a → 3a (mol) c ← c (mol)
O0 + 2e → O-2
b → 2b (mol)
mX = mFe + mO → 56a + 16b = 12,8 (I)
BT e ta có: 3nFe = 3nNO2 + 2nO → 3a = c + 2b (II)
BTNT “N”: nHNO3 pư = 3nFe(NO3)3 + nNO2 → 1 = 3a + c (III)
Giải hệ (I), (II) và (III) ta được: a = 0,2 ; b = 0,1 và c = 0,4 (mol)
→ nNO2 = 0,4 (mol) → VNO2(đktc) = 0,4.22,4 = 8,96 (lít)
Đáp án B