Thực hiện phản ứng nhiệt nhôm hỗn hợp Al và Fe3O4 (trong điều kiện không có không khí thu được 234,75 gam chất rắn X. Chia X thành hai phần:
Cho 1 phần tác dụng với dung dịch NaOH dư thu được 1,68 lít khí H2 ở đktc và m gam chất rắn. Hòa tan hết m gam chất rắn vào dung dịch H2SO4 đặc nóng thu được dung dịch chứa 82,8 gam muối và 0,6 mol SO2 là sản phẩm khử duy nhất.
Hòa tan hết phần 2 trong 12,97 lít dung dịch HNO3 1M, thu được hỗn hợp khí Y (gồm 1,25 mol NO và 1,51 mol NO2) và dung dịch A chứa các chất tan đều là muối, trong đó có a mol Fe(NO3)3.
Biết các phản ứng hoàn toàn. Giá trị của a gần nhất với giá trị nào sau đây?
A. 1,10.
B. 1,50.
C. 1,00.
D. 1,20.
Chọn đáp án D
Xét phần 1: do sinh ra H2 ⇒ Al dư. nH2 = 0,075 mol ⇒ nAl dư = 0,05 mol.
Rắn không tan là Fe. Ta có: 2H2SO4 + 2e → SO2 + SO42– + 2H2O.
⇒ nSO42– = nSO2 = 0,6 mol ⇒ nFe = (82,8 – 0,6 × 96) ÷ 56 = 0,45 mol.
8Al + 3Fe3O4 → 4Al2O3 + 9Fe ⇒ nAl2O3 = 0,45 × 4 ÷ 9 = 0,2 mol.
⇒ mphần 1 = 0,05 × 27 + 0,2 × 102 + 0,45 × 56 = 46,95(g) ⇒ m phần 2 = 187,8(g).
⇒ phần 2 gấp 4 lần phần 1 ⇒ phần 2 chứa 0,2 mol Al; 0,8 mol Al2O3; 1,8 mol Fe.
Ta có: nH+ = 4nNO + 2nNO2 + 2nO + 10nNH4+ ⇒ nNH4+ = 0,015 mol.
Đặt nFe(NO3)2 = b ⇒ a + b = nFe = 1,8 mol; Bảo toàn electron:
0,2 × 3 + 3a + 2b = 1,25 × 3 + 1,51 + 0,015 × 8. Giải hệ có: a = 1,18