Đốt cháy 6,72g bột Fe trong không khí dư được m gam hỗn hợp X gồm FeO, Fe3O4, Fe2O3 và Fe dư. Để hoà tan X cần dùng vừa hết 255 ml dung dịch chứa HNO3 2M thu được V lít khí NO2 (sản phẩm khử duy nhất, đo ở đktc). Giá trị m, V là?
Đáp án:
Giải thích các bước giải:
Quy X về hh gồm Fe và O, trong đó nFe=0,12molnFe=0,12mol => nNO−3nNO3− trong muối=0,36mol
Ta có: nHNO3=0,51mol=>nNO2=0,51−0,36=0,15molnHNO3=0,51mol=>nNO2=0,51−0,36=0,15mol => V=3,36 lit.
Fe —> Fe+3 + 3e
0,12…………….0,36mol
1e + N+5 —> N+4
0,15……………0,15mol
2e + O —> O-2
0,21……….0,105mol
Bảo toàn e => nO=0,105molnO=0,105mol => m=6,72+0,105.16=8,4g
Đáp án:
`V_(NO_2)=3,36(l)`
`m=8,4(g)`
Giải thích :
`n_(Fe)=\frac{6,72}{56}=0,12(mol)`
`n_(HNO_3)=0,255.2=0,51(mol)`
$2Fe+O_2\xrightarrow{t^o}2FeO$
$3Fe+2O_2\xrightarrow{t^o}Fe_3O_4$
$4Fe+3O_2\xrightarrow{t^o}2Fe_2O_3$
`FeO+4HNO_3->Fe(NO_3)_3+NO_2+2H_2O`
`Fe_3O_4+10HNO_3->3Fe(NO_3)_3+NO_2+5H_2O`
`Fe_2O_3+6HNO_3->2Fe(NO_3)_3+3H_2O`
`Fe+6HNO_3->Fe(NO_3)_3+3NO_2+3H_2O`
Bảo toàn `Fe`
`n_(Fe(NO_3)_3)=n_(Fe)=0,12(mol)`
Bảo toàn `N`
`n_(NO_2)=n_(HNO_3)-3n_(Fe(NO_3)_3)=0,15(mol)`
`=>V_(NO_2)=0,15.22,4=3,36(l)`
Bảo toàn `H`
`n_(H_2O)=1/2 n_(HNO_3)=0,255(mol)`
Áp dụng ĐLBTKL
`m+m_(HNO_3)=m_(Fe(NO_3)_3)+m_(NO_2)+m_(H_2O)`
`=>m=0,12.242+0,15.46+0,255.18-0,51.63=8,4(g)`