Hòa tan hết 20 gam hỗn hợp X gồm Cu và các oxit sắt (trong hỗn hợp X oxi chiếm 16,8\% về khối lượng) cần vừa đủ dung dịch hỗn hợp A chứa b mol HCl và 0,2 mol thu được 1,344 lít NO (đktc) là sản phẩm khử duy nhất và dung dịch Y. Cho dung dịch Y tác dụng với một lượng vừa đủ thu được m gam kết tủa và dung dịch Z. Cho Z tác dụng với một lượng dư dung dịch NaOH, lọc kết tủa, nung đến khối lượng không đổi thu được 22,4 gam chất rắn. Các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Giá trị của m là
Hòa tan hết 20 gam hỗn hợp X gồm Cu và các oxit sắt (trong hỗn hợp X oxi chiếm 16,8\% về khối lượng) cần vừa đủ dung dịch hỗn hợp A chứa b mol HCl và 0,2 mol thu được 1,344 lít NO (đktc) là sản phẩm khử duy nhất và dung dịch Y. Cho dung dịch Y tác dụng với một lượng vừa đủ thu được m gam kết tủa và dung dịch Z. Cho Z tác dụng với một lượng dư dung dịch NaOH, lọc kết tủa, nung đến khối lượng không đổi thu được 22,4 gam chất rắn. Các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Giá trị của m là
Chọn một phương án bên dưới để kiểm tra đáp án ngay:
Đáp án chính thức: B
Hướng dẫn giải chi tiết
(AI giải đề cho tôi)
Gọi số mol Cu = a, số mol Fe trong các oxit = f. Khối lượng oxi trong X = 16,8% × 20 = 3,36 g = 0,21 mol O.
Sau phản ứng, dung dịch Y chứa Cu²⁺, Fe²⁺/Fe³⁺, Cl⁻ và NO₃⁻ dư (0,2 − 0,06 = 0,14 mol). Khi nung chất rắn sau NaOH thu được Fe₂O₃ và CuO:
.
Bảo toàn khối lượng kim loại: . Giải hệ: ; .
Oxi trong oxit: và ⟹ mol.
Electron nhường bởi kim loại: Cu → Cu²⁺ nhường mol e⁻; Fe²⁺ (trong oxit) nhường tối đa 0,06 mol e⁻. Số e⁻ mà HNO₃ nhận: NO = 1,344/22,4 = 0,06 mol × 3 = 0,18 mol e⁻. Vậy chỉ 0,18 − 0,24 < 0... xét kỹ: tổng e⁺ nhường = 0,24 + (0,06 − q) = 0,18 ⟹ lượng Fe²⁺ còn lại trong dung dịch (không bị oxi hóa) là q = 0,12 mol; Fe³⁺ trong dung dịch = 0,16 − 0,12 = 0,04 mol.
Bảo toàn điện tích trong Y: mol Cl⁻.
Khi cho AgNO₃ vào Y: ngoài kết tủa AgCl, Ag⁺ còn oxi hóa Fe²⁺ (E° Ag⁺/Ag = 0,80 V > E° Fe³⁺/Fe²⁺ = 0,77 V):
, tạo thêm 0,12 mol Ag.
Khối lượng kết tủa:
g.
Kiểm tra: sau khi Ag⁺ oxi hóa hết Fe²⁺, Z chứa Fe³⁺ (0,16 mol) và Cu²⁺ (0,12 mol); cho NaOH dư rồi nung: Fe₂O₃ = 0,08 × 160 = 12,8 g và CuO = 0,12 × 80 = 9,6 g, tổng 22,4 g ✓ khớp đề bài.
Vậy m = 78,97 g — đáp án B, trùng với đáp án nguồn.
Gọi số mol Cu = a, số mol Fe trong các oxit = f. Khối lượng oxi trong X = 16,8% × 20 = 3,36 g = 0,21 mol O.
Sau phản ứng, dung dịch Y chứa Cu²⁺, Fe²⁺/Fe³⁺, Cl⁻ và NO₃⁻ dư (0,2 − 0,06 = 0,14 mol). Khi nung chất rắn sau NaOH thu được Fe₂O₃ và CuO:
.
Bảo toàn khối lượng kim loại: . Giải hệ: ; .
Oxi trong oxit: và ⟹ mol.
Electron nhường bởi kim loại: Cu → Cu²⁺ nhường mol e⁻; Fe²⁺ (trong oxit) nhường tối đa 0,06 mol e⁻. Số e⁻ mà HNO₃ nhận: NO = 1,344/22,4 = 0,06 mol × 3 = 0,18 mol e⁻. Vậy chỉ 0,18 − 0,24 < 0... xét kỹ: tổng e⁺ nhường = 0,24 + (0,06 − q) = 0,18 ⟹ lượng Fe²⁺ còn lại trong dung dịch (không bị oxi hóa) là q = 0,12 mol; Fe³⁺ trong dung dịch = 0,16 − 0,12 = 0,04 mol.
Bảo toàn điện tích trong Y: mol Cl⁻.
Khi cho AgNO₃ vào Y: ngoài kết tủa AgCl, Ag⁺ còn oxi hóa Fe²⁺ (E° Ag⁺/Ag = 0,80 V > E° Fe³⁺/Fe²⁺ = 0,77 V):
, tạo thêm 0,12 mol Ag.
Khối lượng kết tủa:
g.
Kiểm tra: sau khi Ag⁺ oxi hóa hết Fe²⁺, Z chứa Fe³⁺ (0,16 mol) và Cu²⁺ (0,12 mol); cho NaOH dư rồi nung: Fe₂O₃ = 0,08 × 160 = 12,8 g và CuO = 0,12 × 80 = 9,6 g, tổng 22,4 g ✓ khớp đề bài.
Vậy m = 78,97 g — đáp án B, trùng với đáp án nguồn.