Cho 17,04 g hỗn hợp X gồm FeO Fe2 O3 fe304 phản ứng hết với dung dịch HNO3 loãng dư thu được 1,12 lít khí NO ở dktc và dung dịch Y dung dịch Y có thể hòa tan tối đa 19,32 g Fe tính số mol HNO3 có trong dung dịch ban đầu biết no là sản phẩm khử duy nhất của HNO3
Đáp án :
\(\ n_{HNO_3}=1,35(mol)\)
Giải thích các bước giải:
\(\ \text{Coi hỗn hợp gồm $Fe_2O_3$ và Fe} \\\text{Gọi x,y lần lượt là số mol của Fe và $Fe_2O_3$} \\⇒56x+160y=17,04 (1) \\\text{Do chi Fe phản ứng với $HNO_3$ tạo khí NO} \\Fe+4HNO_3\to Fe(NO_3)_3+NO+2H_2O \\Fe_2O_3+6HNO_3\to 2Fe(NO_3)_3+3H_2O \\\text{Theo phương trình} \\x=n_{NO}=\frac{1,12}{22,4}=0,05(mol) \\⇒y=0,089(mol) \\\text{Bảo toàn Fe} \\⇒n_{Fe(NO_3)_3}=2n_{Fe_2O_3}+n_{Fe}=0,228(mol) \\\text{Bảo toàn N} \\⇒n_{HNO_3 \hspace{0,1cm}(pứ)}=3n_{Fe(NO_3)_3}+n_{NO}=0,228.3+0,05=0,734(mol) \\\text{Xét TN2} \\\text{Do hòa tan tối đa 19,32(g) Fe nên dung dịch gồm $Fe(NO_3)_2$} \\n_{Fe}=\frac{19,32}{56}=0,345(mol) \\3Fe+8HNO_3\to 3Fe(NO_3)_2+2NO+4H_2O \\Fe+2Fe(NO_3)_3\to 3Fe(NO_3)_2 \\\text{Theo phương trình} \\n_{HNO_3}=\frac{8}{3}.(0,345-\frac{1}{2}.n_{Fe(NO_3)_3})=0,616(mol) \\⇒∑n_{HNO_3}=0,616+0,734=1,35(mol)\)
Quy đổi hỗn hợp X gồm $Fe$ (x mol), $O$ (y mol)
$\Rightarrow 56x+16y=17,04$ $(1)$
$n_{NO}=\dfrac{1,12}{22,4}=0,05(mol)$
Bảo toàn e: $3n_{Fe}=2n_O+3n_{NO}$
$\Rightarrow 3x-2y=0,05.3=0,15$ $(2)$
$(1)(2)\Rightarrow x=0,228; y=0,267$
$n_{Fe(NO_3)_3}=x=0,228(mol)$
Gọi $x$ là số mol $HNO_3$ phản ứng.
Bảo toàn $H$, $n_{H_2O}=0,5x (mol)$
BTKL: $17,04+63x=0,228.242+0,5x.18+0,05.30$
$\Leftrightarrow x=0,734(mol)$
$n_{Fe}=\dfrac{19,32}{56}=0,345(mol)$
$Fe+4HNO_3\to Fe(NO_3)_3+NO+2H_2O$
Gọi $a$ là mol $HNO_3$ dư
Còn $0,345-0,25a$ mol $Fe$ cho phản ứng sau
Tổng mol $Fe(NO_3)_3$: $0,228+0,25a$ mol
$Fe+2Fe(NO_3)_3\to 3Fe(NO_3)_2$
$\Rightarrow 2(0,345-0,25a)=0,228+0,25a$
$\Leftrightarrow a=0,616$
$\to n_{HNO_3}^0=1,35(mol)$