Bài 2: Axit - Bazơ - Muối

- Xét 1 lít dd HCOOH 0,2M:

      \(HCOOH⇌HCOO^-+H^+\)

C_o:        0,2

[ ]:     0,2-x                x            x

\(\Rightarrow\dfrac{x^2}{0,2-x}=1,8.10^{-4}\Rightarrow x=5,91.10^{-3}\)

\(\Rightarrow\left[H^+\right]=5,91.10^{-3}M\)

- Xét dd sau khi thêm 0,1 mol HCOONa

\(C_{HCOONa}=\dfrac{0,1}{1}=0,1M\)

\(HCOONa\rightarrow HCOO^-+Na^+\)

        0,1-------->0,1

TPGH: \(\left\{{}\begin{matrix}HCOO^-:0,1M\\HCOOH:0,2M\end{matrix}\right.\)

               \(HCOOH⇌HCOO^-+H^+\)

C_o:               0,2              0,1

[ ]:               0,2-x          0,1+x        x

\(\Rightarrow\dfrac{x\left(0,1+x\right)}{0,2-x}=1,8.10^{-4}\Rightarrow x=3,6.10^{-4}\)

Nồng độ H⁺ giảm \(\dfrac{5,91.10^{-3}}{3,6.10^{-4}}=16,42\) lần

                  \(CH_3COOH\Leftrightarrow CH_3COO^-+H^+\)

Ban đầu :        0,2                    0                0

Phân li :           x                      x                 x

Cân bằng :   ( 0,2 - x )            x                 x 

Theo bài ra : 

\(K_A=\dfrac{\left[H^+\right]\left[CH_3COO^-\right]}{\left[CH_3COOH\right]}=\dfrac{x^2}{0,2-x}=1,8.10^{-4}\)

\(\Rightarrow...\)

\(\left\{{}\begin{matrix}n_{Ba\left(OH\right)_2}=0,1.0,015=0,0015\left(mol\right)\\n_{NaOH}=0,03.0,1=0,003\left(mol\right)\\n_{KOH}=0,04.0,1=0,004\left(mol\right)\end{matrix}\right.\\ \Rightarrow n_{OH^-}=0,0015.2+0,003+0,004=0,01\left(mol\right)\)

Để trung hoà thì: \(n_{H^+}=n_{OH^-}\)

\(\Rightarrow n_{HCl}=n_{H^+}=0,01\left(mol\right)\\ \Rightarrow V_{ddHCl}=\dfrac{0,01}{0,2}=0,05\left(l\right)=50\left(ml\right)\)

\(n_{Ba\left(OH\right)_2}=0,015.0,1=0,0015\left(mol\right)\)

\(n_{NaOH}=0,03.0,1=0,003\left(mol\right)\)

\(n_{KOH}=0,04.0,1=0,004\left(mol\right)\)

\(Ba\left(OH\right)_2\rightarrow Ba^{2+}+2OH^-\)

\(KOH\rightarrow K^++OH^-\)

\(NaOH\rightarrow Na^++OH^-\)

=> \(n_{OH^-}=0,0015.2+0,003+0,004=0,01\left(mol\right)\)

Giả sử thể tích HCl 0,2M là x (l)

\(n_{HCl}=0,2x\left(mol\right)\)

\(HCl\rightarrow H^++Cl^-\)

=> \(n_{H^+}=0,2x\left(mol\right)\)

\(H^++OH^-\rightarrow H_2O\)

0,01<-0,01

=> 0,2x = 0,01

=> x = 0,05 (l)

\(n_{H_2}=\dfrac{8,96}{22,4}=0,4\left(mol\right)\)

PTHH: Fe + 2HCl --> FeCl₂ + H₂

          0,4<------------0,4<----0,4

Gọi số mol Fe₂O₃ trong A là a

=> \(B\left\{{}\begin{matrix}Fe\left(OH\right)_2:0,4\\Fe\left(OH\right)_3:2a\end{matrix}\right.\)

=> m_B = 0,4.90 + 107.2a = 214a + 36 (g)

Bảo toàn Fe: \(n_{Fe_2O_3}=\dfrac{0,4+2a}{2}=a+0,2\left(mol\right)\)

=> m_C = 160.(a+0,2) (g)

=> 160.(a+0,2) + 31 = 214a + 36

=> a = 0,5 (mol)

\(\left\{{}\begin{matrix}m_{Fe}=0,4.56=22,4\left(g\right)\\m_{Fe_2O_3}=0,5.160=80\left(g\right)\end{matrix}\right.\)

Cho hỗn hợp vào dd HCl dư

\(Fe+2HCl\rightarrow FeCl_2+H_2\uparrow\) (1)

\(Fe_2O_3+6HCl\rightarrow2FeCl_3+3H_2O\) (2)

Cho NaOH (dư) vào dd A:

\(NaOH+HCl\rightarrow NaCl+H_2O\) 

\(2NaOH+FeCl_2\rightarrow Fe\left(OH\right)_2+2NaCl\) (3)

\(3NaOH+FeCl_3\rightarrow Fe\left(OH\right)_3+3NaCl\) (4)

Lọc tách kết tủa nung trong kk đến khối lượng không đổi:

\(4Fe\left(OH\right)_2+O_2+2H_2O\underrightarrow{t^0}4Fe\left(OH\right)_3\) (5)

\(2Fe\left(OH\right)_3\underrightarrow{t^0}Fe_2O_3+3H_2O\) (6)

Ở (1) : \(n_{Fe}=n_{H_2}=\dfrac{8,96}{22,4}=0,4\left(mol\right)\)

Gọi x là số mol \(Fe_2O_3\) có trong hh A, theo (1,2,3,4,5,6) ta có:

\(Fe\rightarrow FeCl_2\rightarrow Fe\left(OH\right)_2\rightarrow Fe\left(OH\right)_3\rightarrow\dfrac{1}{2}Fe_2O_3 \)

0,4        0,4          0,4                0,4                   0,2

\(Fe_2O_3\rightarrow2FeCl_3\rightarrow2Fe\left(OH\right)_3\rightarrow Fe_2O_3\)

x                 2x                  2x             x

Vậy khối lượng kết tủa B gồm \(0,4\) mol \(Fe\left(OH\right)_2\)  và 2x mol \(Fe\left(OH\right)_3\)

Kl chất rắn C: \(0,2+x\) mol \(Fe_2O_3\)

Theo bài ta có: kl chất rắn C giảm 31g so với kl kết tủa B nên:

\(2x.107+0,4.90-31=160\left(0,2+x\right)\)

\(\Rightarrow x=0,5\) (mol)

Khối lượng các chất trong hh A ban đầu là:

\(m_{Fe}=56.0,4=22,4\left(g\right)\)

\(m_{Fe_2O_3}=160.0,5=80\left(g\right)\)

\(\left(1\right)NH_4NO_2\rightarrow^{t^o}N_2+2H_2O\\ \left(2\right)N_2+3H_2⇌^{t^o}2NH_3\)

\(Đặt:\left\{{}\begin{matrix}n_{Fe}=x\left(mol\right)\\n_{Cu}=y\left(mol\right)\end{matrix}\right.\\ Fe\rightarrow Fe^{3+}+3e\\ Cu\rightarrow Cu^{2+}+2e\\ 4H^++NO_3^-+3e\rightarrow NO+2H_2O\\ Bảotoàne:3x+2y=0,4.3\\ Tacó:56x+64y=30,4\\ \Rightarrow\left\{{}\begin{matrix}x=0,2\\y=0,3\end{matrix}\right.\\ \Rightarrow\left\{{}\begin{matrix}\%m_{Fe}=36,84\%\\\%m_{Cu}=63,16\%\end{matrix}\right.\\ n_{HNO_3}=4n_{NO}=0,4.4=1,6\left(mol\right)\\ \Rightarrow V_{HNO_3}=\dfrac{1,6}{1}=1,6\left(l\right)\\ m_{muối}=m_{Fe\left(NO_3\right)_3}+m_{Cu\left(NO_3\right)_2}=0,2.242+0,3.188=104,8\left(g\right)\)

B

Đáp án : C

B