Hòa tan 11,6 gam hỗn hợp A gồm Fe và Cu vào 87,5 gam dung dịch HNO3 50,4%, sau khi kim loại tan hết thu được dung dịch X và V lít (đktc) hỗn hợp khí B ( gồm hai chất khí có tỉ lệ số mol 3:2). Cho 500 ml dung dịch KOH 1M vào dung dịch X thu được kết tủa Y và dung dịch Z. Lọc lấy Y rồi nung trong không khí đến khối lượng không đổi thu được 16,0 gam chất rắn. Cô cạn dung dịch Z được chất rắn T. Nung T đến khối lượng không đổi thu được 41,05 gam chất rắn. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Nồng độ % của Fe(NO3)3 trong X là:
A. 12,20%.
B. 13,56%.
C. 40,69%
D. 20,20%.
Đáp án B
► Giả sử KOH không dư ||⇒ nKNO2 = nKOH = 0,5 mol ⇒ mrắn ≥ mKNO2 = 42,5(g)
⇒ vô lí!. ⇒ KOH dư. Đặt nKNO3 = x; nKOH dư = y. Bảo toàn nguyên tố Kali: x + y = 0,5.
Rắn gồm KNO2 và KOH dư ⇒ 85x + 56y = 41,05 ||⇒ giải hệ có: x = 0,45 mol; y = 0,05 mol.
● Đặt nFe = a; nCu = b ⇒ mA = 56a + 64b = 11,6(g) || 16(g) rắn gồm Fe2O3 và CuO.
⇒ 160.0,5a + 80b = 16 ||⇒ giải hệ có: a = 0,15 mol; b = 0,05 mol.
nHNO3 = 0,7 mol; nNO3–/X = nKNO3 = 0,45 mol. Bảo toàn nguyên tố Nitơ: nN/B = 0,25 mol.
Bảo toàn nguyên tố Hidro: nH2O = 0,35 mol. Bảo toàn nguyên tố Oxi: nO/B = 0,4 mol.
||⇒ Bảo toàn khối lượng: mX = 11,6 + 87,5 – 0,25 × 14 – 0,4 × 16 = 89,2(g).
► nNO3–/X < 3nFe + 2nCu ⇒ X gồm muối Fe(NO3)2, Fe(NO3)3 và Cu(NO3)2.
Giải hệ có: nFe(NO3)3 = 0,05 mol ||⇒ C%Fe(NO3)3 = 0,05 × 242 ÷ 89,2 × 100% = 13,56%