Cho 28 g hỗn hợp X gồm Fe, Fe3O4, CuO vào dd HCl, thu được 3,2 g một kim loại không tan, dung dịch Y chỉ chứa muối và 1,12 lít H2. Cho Y vào dd AgNO3 dư, thu được 132,85 g kết tủa. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Khối lượng của Fe3O4 trong X là
A. 5,8 g. B. 14,5 g. C. 17,4 g. D. 11,6 g
Đáp án:
D. 11,6 gam
Giải thích các bước giải:
Kim loại không tan là Cu (0,05 mol) nên dung dịch Y chứa FeCl2 (u mol) và CuCl2 (v mol)
Bảo toàn nguyên tố Cl ta có: nAgCl = 2u + 2v mol
Áp dụng bảo toàn electron ta có: nAg = nFe2+ = u mol
Kết tủa thu được có AgCl và Ag → mkết tủa = 143,5 (2u + 2v) + 108u = 132,85 gam (1)
Ta có: nHCl = 2u + 2v mol và nH2 = 0,05 mol
Bảo toàn nguyên tố H ta có: nH2O = u + v – 0,05 mol → nO = u + v – 0,05 mol
Ta có: mX = mFe + mCu + mO + mCu dư = 56u + 64v + 16.(u + v – 0,05) + 3,2 = 28 (2)
Giải hệ trên ta có: u = 0,3 và v = 0,05
Ta có: nCuO = v + nCu = 0,1 mol
Bảo toàn nguyên tố O ta có nFe3O4 = 0,05 mol → mFe3O4 = 0,05.232 = 11,6 gam
Đáp án D
Đáp án:
D
Giải thích các bước giải:
\({m_{X{\text{ phản ứng}}}} = 28 – 3,2 = 24,8{\text{ gam}}\)
Vì có kim loại không tan có Cu, muối thu được chỉ gồm \(FeC{l_2};CuC{l_2}\) với số mol lần lượt là x, y.
Cho Y tác dụng với bạc nitrat dư
\(FeC{l_2} + 3AgN{O_3}\xrightarrow{{}}Ag + 2AgCl + Fe{(N{O_3})_3}\)
\(CuC{l_2} + 2AgN{O_3}\xrightarrow{{}}Cu{(N{O_3})_2} + 2AgCl\)
Ta có:
\({n_{AgCl}} = 2x + 2y;{n_{Ag}} = x \to 108x + 143,5.(2x + 2y) = 132,85{\text{ gam}}\)
Bảo toàn Cl: \({n_{HCl}} = 2x + 2y\)
Bảo toàn H: \({n_{{H_2}O}} = \frac{{2x + 2y – \frac{{1,12}}{{22,4}}.2}}{2} = x + y – 0,05\)
Bảo toàn O: \({n_{O\;{\text{trong X}}}} = {n_{{H_2}O}} = x + y – 0,05\)
Bảo toàn các nguyên tố kim loại:
\({n_{Fe{\text{ trong X phản ứng}}}} = x;{n_{Cu}} = y\)
\( \to 56x + 64y + 16.(x + y – 0,05) = 24,8{\text{ gam}}\)
Giải được: x=0,3; y=0,05.
Bảo toàn O:
\({n_{Cu}} = \frac{{3,2}}{{64}} = 0,05 \to {n_{CuO{\text{ ban đầu}}}} = 0,05 + 0,05 = 0,1 \to {n_{F{e_3}{O_4}}} = \frac{{x + y – 0,05 – 0,1}}{4} = 0,05 \to {m_{F{e_3}{O_4}}} = 0,05.232 = 11,6{\text{ gam}}\)