Hòa tan hết 15,0 gam hỗn hợp X gồm Fe, Fe3O4, FeCO3 và Fe(NO3)2 trong dung dịch chứa NaHSO4 và 0,16 mol HNO3 thu được dung dịch Y và hỗn hợp khí Z gồm CO2 và NO (tỉ lệ mol tương ứng 1: 4). Dung dịch Y hòa tan tối đa 8,64 gam bột Cu, thấy thoát ra 0,03 mol khí NO. Nếu cho dung dịch Ba(OH)2 dư vào Y, thu được 154,4 gam kết tủa. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn và khí NO là sản phẩm khử duy nhất của cả quá trình. Tính phần trăm khối lượng của Fe đơn chất trong hỗn hợp X?

Nâng cao - Tự luận

Đáp án:

Cu + Y → sinh ra NO ⇒ chứa H⁺ và NO₃^- không chứa Fe²⁺

n_H⁺ du = 4n_NO = 0,12 mol

Bảo toàn e: 2n_Cu = n_Fe³⁺ + 3n_NO ⇒ n_Fe³⁺ = 0,18 mol

Xét Ba(OH)₂ + Y ⇒ ↓ gồm Fe(OH)₃ và BaSO₄ → n_BaSO4 = 0,58 mol

Bảo toàn gốc SO₄: n_NaHSO4 = n_SO4^2-/Y = n_BaSO4 = 0,58 mol ⇒ n_Na⁺/Y

Bảo toàn điện tích: n_NO3^- = 0,18 mol

Bảo toàn nguyên tố Hidro: n_H2O = 0,31 mol

Bảo toàn khối lượng: m_Z = 4,92 (g) → dễ giải ra được 0,03 mol CO₂; 0,12 mol NO

Bảo toàn nguyên tố Nito: n_Fe(NO3)2 = 0,02 mol; n_FeCO3 = n_CO2 = 0,03 mol

n_H⁺ pư = 2n_O + 4n_NO + 2n_CO3 ⇒ n_O = 0,04 mol ⇒ n_Fe3O4 = 0,01 mol

Bảo toàn nguyên tố Fe: n_Fe = 0,1 mol ⇒ %m_Fe = (0,1.56): (15.100%) = 37,33%

Ứng dụng

Cơ bản - Trắc nghiệm

Đáp án:

• Câu A. NO2.

• Câu B. H2S.

• Câu C. CO2.

• Câu D. SO2.

Đốt 5,6 gam Fe trong V lít khí Cl2 (đktc), thu được hỗn hợp X. Cho X vào dung dịch AgNO3 dư, thu được 39,5 gam kết tủa. giá trị của V là

Cơ bản - Tự luận

Đáp án:

0,1 mol Fe + a mol Cl₂ → hh X → dd Fe(NO₃)₃ + (Ag, AgCl)

Fe  -->  Fe³⁺    + 3e

0,1          0,1         0,3

Cl₂   + 2e  --> 2Cl^-     --> AgCl

a          2a         2a                a

Ag⁺  + e    --> Ag

b           b           b

bảo toàn e: 2a + b = 0,3 (1)

khối lượng kết tủa: 143,5.2a + 108b = 39,5 (2)

giải hệ (1) và (2) ta được a = 0,1; b = 0,1

V = 0,1.22,4 = 2,24 lít

Hãy xác định khối lượng và thể tích khí ( đktc) của những lượng chất sau: a) 0,25 mol của mỗi chất khí sau: CH4 (metan), O2, H2, CO2.

Cơ bản - Tự luận

Đáp án:

a) M_CH4 = 12 + 4 = 16 g/mol

   m_CH4 = n_CH4.M_CH4 = 0,25.16 = 4(g)

   m_O2 = n_O2.M_O2 = 0,25.32 = 8(g)

 m_H2 = n_H2.M_H2 = 0,25. 2 = 0,5(g)

   M_CO2 = 12 + 16.2 = 44 g/mol

   m_CO2 = n_CO2.M_CO2 = 0,25.44 = 11(g)

   Ở đktc 0,25 mol của các chất khí đều có thể tích bằng nhau:

   V_CH4=V_O2=V_H2 = V_CO2 = 22,4.0,25 = 5,6(l)

   b) m_H2 = n_H2 .M_H2 = 12.2 = 24(g)

   → V_H2 = n_H2 .22,4 = 12.22,4 = 268,8(l)

   m_CO2 = n_CO2 .M_CO2= 0,05.44 = 2,2(g)

   → V_CO2 = n_CO2 . 22,4= 0,05.22,4= 1,12(l)

  m_CO = n_CO .M_CO= 0,01.28 = 0,28(g)

   → V_CO = n_CO .22,4 = 0,01.22,4 = 0,224(l)

   c) m_hh = m_CO2 + m_O2 = (0,3.44) + (0,15.32) = 18(g)

   → V_CO = 22,4.(n_CO2 + n_O2) = 10,08(l)

Theo giá trị khối lượng tính bằng gam của nguyên tử cacbon cho trong bài học, hãy tính xem một đơn vị cacbon tương ứng với bao nhiêu gam?

Cơ bản - Tự luận

Đáp án:

Ta có khối lượng 1 nguyên tử C = 1,9926 . 10^-23 g và bằng 12 đvC

⇒ khối lượng của 1 đơn vị cacbon là

1đvC = (1,9926 . 10^-23 )/12 = 1,66.10^-24