Hỗn hợp X1 gồm Fe, FeCO3 và kim loại M ( có hóa trị không đổi). Cho 14,1 gam X1 tác dụng với 500 ml dung dịch HNO3 xM, thu được dung dịch X2 và 4,48 lít hỗn hợp Y1 ( có tỉ khối so với hidro là 16,75) gồm hai chất khí không màu trong đó có một khí hóa nâu ngoài không khí. Để trung hòa HNO3 dư có trong dung dịch X2 cần vừa đủ 200 ml dung dịch NaOH 1M và thu được dung dịch X3. Chia X3 làm hai phần bằng nhau:
– Phần 1: đem cô cạn thì thu được 38,3 gam hỗn hợp muối khan.
– Phần 2: Cho tác dụng với dung dịch NaOH dư thì thu được 8,025 gam kết tủa của 1 chất.
Biết các phản ứng đều xảy ra hoàn toàn, các chất khí đều đo ở đktc, quá trình cô cạn không xảy ra phản ứng hóa học. Giá trị của x gần với giá trị nào sau đây?
A. 2,26
B. 2,42
C. 2,31
D. 1,98
Đáp án C
* Hỗn hợp gồm kim loại M, Fe, FeCO3 tác dụng với dung dịch HNO3 thu được 2 khí không màu trong đó có 1 khí hóa nâu ngoài không khí nên 2 khí là NO và CO2
Tính được nCO2=0,05 mol, n(NO)=0,15 mol nên n(FeCO3)=n(CO2)=0,05 mol.
Đặt nM=a mol, nên n(Fe)=b mol. Ta có: aM+56b+116.0,05=14,1
Nên aM+56b=8,3 (1)
- Dung dịch X2 có : a mol M(NO3)n; (b+0,05) mol Fe(NO3)3, HNO3 dư, có thể có c mol NH4NO3.
+ Phản ứng trung hòa:
HNO3+NaOH→NaNO3+H2O
n(NaOH)= n (HNO3dư)=0,2.1=0,2 mol
- dung dịch X3 có a mol M(NO3)n,( b+0,05) mol Fe(NO3)3, 0,2 mol NaNO3, có thể c mol NH4NO3.
* Cô cạn ½ dung dịch X3, tổng khối lượng chất rắn thu được là:
(M+62n)a+242(b+0,05)+80.c+85.0,2=38,3.2=76,6
aM+62an+242b+80c=47,5 (2)
* Cho dung dịch NaOH dư và ½ dung dịch X3 thu được kết tủa của một chất đó là Fe(OH)3
Fe(NO3)3+3NaOH→3NaNO3+Fe(OH)3
Ta có: 107(b+0,05)=16,05 suy ra b=0,1
Theo bảo toàn electron, ta có: an+ 0,3+0,05=0,45+8c suy ra an=0,1+8c (5)
Từ (1) suy ra aM=2,7 (6)
Từ (2) aM+62an+80c=23,3 (7)
Từ (5), (6), (7) an=0,3; c=0,025 M=9n n=3; M=27 là Al là nghiệm thỏa mãn.
n(HNO3 phản ứng)=nN(sp)=0,1.3+0,15.3+0,025.2+0,15=0,95mol
n(HNO3 bắt đầu)=0,95+0,2=1,15 mol x= CM(HNO3)=2,3M.