tiến hành nhiệt phân hoàn toàn hỗn hợp gồm m1 gam Fe(NO3)2 và m2 gam Al(NO3)3 thu được hỗn hợp khí X. Trộn hỗn hợp khí X với 112ml O2 (đktc) được hỗn hợp khí Y. Hấp thụ hoàn toàn hỗn hợp khí Y vào 3,5 lít H2O (không thấy có khí thoát ra) được dung dịch có pH= 1,7. Giá của m1 m2 là?
Đáp án:
\( {m_1} = {m_{Fe{{(N{O_3})}_2}}} = 3,6{\text{ gam}}\)
\({m_2} = {m_{Al{{(N{O_3})}_3}}} = 2,13{\text{ gam}}\)
Giải thích các bước giải:
Phản ứng xảy ra:
\(4Fe{(N{O_3})_2}\xrightarrow{{{t^o}}}2F{e_2}{O_3} + 8N{O_2} + {O_2}\)
\(4Al{(N{O_3})_3}\xrightarrow{{{t^o}}}2A{l_2}{O_3} + 12N{O_2} + 3{O_2}\)
Gọi số mol \(Fe(NO_3)_2;Al(NO_3)_3\) lần lượt là \(x;y\)
\( \to {n_{N{O_2}}} = 2{n_{Fe{{(N{O_3})}_2}}} + 3{n_{Al{{(N{O_3})}_3}}} = 2x + 3y\)
\({n_{{O_2}}} = \frac{1}{4}{n_{Fe{{(N{O_3})}_2}}} + \frac{3}{4}{n_{Al{{(N{O_3})}_3}}} = 0,25x + 0,75y\)
Trộn hỗn hợp khí với \(O_2\) rồi dẫn qua nước thì không thấy có khí thoát ra:
\({n_{{O_2}}} = \frac{{0,112}}{{22,4}} = 0,005{\text{ mol}}\)
\({H_2}O + 2N{O_2} + \frac{1}{2}{O_2}\xrightarrow{{}}2HN{O_3}\)
\( \to {n_{N{O_2}}} = 4{n_{{O_2}}} \to (2x + 3y) = 4(0,25x + 0,75y + 0,005)\)
Ta có:
\([{H^ + }] = {10^{ – 1,7}} = 0,02 = {C_{M{\text{ HN}}{{\text{O}}_3}}}\)
\( \to {n_{HN{O_3}}} = 0,02.3,5 = 0,07{\text{ mol = }}{{\text{n}}_{N{O_2}}} = 2x + 3y\)
Giải được:
\(x=0,02;y=0,01\)
\( \to {m_1} = {m_{Fe{{(N{O_3})}_2}}} = 0,02.(56 + 62.2) = 3,6{\text{ gam}}\)
\({m_2} = {m_{Al{{(N{O_3})}_3}}} = 0,01.(27 + 62.3) = 2,13{\text{ gam}}\)
X gồm $NO_2$ (x mol), $O_2$ (y mol)
$n_{O_2\text{thêm}}=\dfrac{0,112}{22,4}=0,005(mol)$
$\Rightarrow \sum n_{O_2}=y+0,005 (mol)$
Không có khí thoát ra, chứng tỏ 2 khí phản ứng vừa đủ.
$4NO_2+2H_2O+O_2\to 4HNO_3$
$\Rightarrow x=4(y+0,005)$
$\Leftrightarrow x-4y=0,02$ (1)
$[H^+]=10^{-1,7}$
$\Rightarrow x=n_{NO_2}=n_{HNO_3}=n_{H^+}=10^{-1,7}.3,5$(2)
(1)(2) $\Rightarrow x=0,07; y=0,0125$
Gọi a, b là số mol $Fe(NO_3)_2$, $Al(NO_3)_3$
$2Fe(NO_3)_2\buildrel{{t^o}}\over\to Fe_2O_3+4NO_2+0,5O_2$
$2Al(NO_3)_3\buildrel{{t^o}}\over\to Al_2O_3+6NO_2+1,5O_2$
$\Rightarrow 2a+3b=0,07; 0,25a+0,75b=0,0125$
$\Rightarrow a=0,02; b=0,01$
$m_1=180a=3,6g$
$m_2=213b=2,13g$