Câu 3 (5đ): Cho 32,6g hỗn hợp gồm Fe, Fe(OH)2 tác dụng hoàn toàn với 1 lít dung dịch HNO3 1,6M. Sau phản ứng thu được dung dịch X và 4,48 lít khí không màu hoá nâu đỏ ngoài không khí (dktc)
a. Tính % khối lượng Fe trong hỗn hợp ban đầu. (1,5 điểm)
b. Tính nồng độ mol chất tan trong dung dịch X.
c. Tính thể tích dung dịch NaOH 0,75M tối thiểu cần dùng để tác dụng với dung dịch X thu được lượng kết tủa tối đa. (1 điểm)
d. Cô cạn dung dịch X thu được rắn khan. Nung nóng rắn khan thấy khối lượng rắn giảm đi 32,4g. Tính hiệu suất của quá trình nhiệt phân rắn khan. (1 điểm)
a/
$nNO=\frac{4,48}{22,4}=0,2$
$Fe^0 \to Fe^{3+}+3e$
$Fe^{2+} \to Fe^{3+}+e$
$N^{+5}+3e \to N^{+2}$
$BTe⇒3nFe+nFe(OH)_2=3nNO=0,6(1)$
$mFe+mFe(OH)_2=32,6$
$⇒56nFe+90nFe(OH)_2=32,6(2)$
$(1)(2)\left \{ {{nFe=0,1} \atop {nFe(OH)_2=0,3}} \right.$
$\%mFe=\frac{0,1.56}{32,6}.100=17,18\%$
b/
$∑nFe(NO_3)_3=nFe+nFe(OH)_2=0,4$
$CMFe(NO_3)_3=\frac{0,4}{1}=0,4M$
$nHNO_3=1.1,6=1,6$
$OH^- +H^+ \to H_2O$
$∑nHNO_3 p/u=4nNO+2nFe(OH)_2=0,2.4+0,3.2=1,4$
$nHNO_3dư=1,6-1,4=0,2$
$CMHNO_3=\frac{0,2}{1}=0,2M$
c/
$OH^- +H^+ \to H_2O$
$Fe^{3+}+3OH^- \to Fe(OH)_3$
$∑nOH^-=nNaOH=0,2+0,4.3=1,4$
$VddNaOH=\frac{1,4}{0,75}=1,86lit$
d/
Gọi số mol $Fe(NO_3)_3$ p/u là $x$
$2Fe(NO_3)_3 \to Fe_2O_3+6NO_2+3/2O_2$
x 3x $\frac{3}{4}x$
$m_{giảm}=mNO_2+mO_2=32,4$
$⇔3x.46+\frac{3}{4}x.32=32,4$
$⇔x=0,2$
$H=\frac{0,2}{0,4}.100=50\%$