Đốt cháy m gam hỗn hợp X gồm Cu và Fe trong 2,912 lít (đktc) hỗn hợp khí gồm Cl2 và O2 thu được (m + 6,11) gam hỗn hợp Y gồm các muối và oxit (không thấy khí thoát ra). Hòa tan hết Y trong dung dịch HCl, đun nóng thu được dung dịch Z chỉ chứa 2 muối. Cho AgNO3 dư vào dung dịch Z thu được 73,23 gam kết tủa. Mặt khác hòa tan hết m gam hỗn hợp X trên trong dung dịch HNO3 31,5% thu được dung dịch T và 3,36 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất; đktc). Nồng độ C% của Fe(NO3)3 có trong dung dịch T gần nhất với giá trị nào sau đây?
A. 8%
B. 5%
C. 7%
D. 9%
Đáp án B
Có m h h k h í = 6,11; n h h k h í = 0,13
=> n C l 2 = 0,05; n O 2 = 0,08.
Hòa tan hết Y trong HCl nên có: n H C l = 2. n H 2 O = 2. n O 2 - = 0,32 mol
- BTNT (Cl):
n C l - t r o n g Z = n A g C l = n H C l + n C l - = 0,32 + 0,1 = 0,42. → m A g C l = 0,42.143,5 = 60,27 gam
→ m k ế t t ủ a = m A g C l + m A g → m A g = 73,23 – 60,27 = 12,96 → n A g = 0,12 mol.
=> n F e 2 + = 0,12.
BTĐT trong Z: 2.0,12 + 2. n C u = 0,42 => n C u = 0,09.
Vậy X chứa Fe (0,12) và Cu(0,09).
Khi X tác dụng HNO3, ta thấy: (0,12 × 3 + 0,09 × 2) ÷ 3 = 0,18 mol > n N O = 0,15 mol
có nghĩa là Fe không lên hết Fe3+ mà có 1 phần chỉ lên Fe2+
Khi phản ứng với HNO3: nFe(III) = a mol ; nFe(II) = bmol. ta có hệ:
a + b = 0,12
3a + 2b + 0,09.2 = 0,15.3
Giải hệ: a = 0,03; b = 0,09.
Vì HNO3 dùng hết, n H N O 3 = 4 n N O = 0,6 mol → m H N O 3 = 37,8 → m d d H N O 3 = 120 gam.
→ BTKL: m d d T = m X + m H N O 3 - m N O = 127,98 gam.
% C F e ( N O 3 ) 3 t r o n g T = 0,03 . 242 : 127,98 ≈ 5,67%.