Trộn các chất Fe(NO3)3; Cu và Fe3O4 với nhau ta thu được m gam hỗn hợp siu toa khổng lồ X :3. Hoà tan cái mớ hỗn độn đó trong dung dịch chứa 2,52 mol KHSO4 thu được dung dịch Y chỉ chứa muối sunfat trung hoà và 4,704 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, đktc). Dung dịch Y hoà tan tối đa là 14,4 gam Cu (không thấy khí thoát ra). Giá trị của m là bao nhiêu?
Giúp vs
Đáp án:
m=87,1 gam
Giải thích các bước giải:
Vì Y hòa tan Cu không sinh ra khí nên axit hết.
Mặt khác Y chỉ chứa muối sunfat trung hòa nên gốc nitrat hết
Sơ đồ phản ứng:
\(\left\{ \begin{gathered}
Fe{(N{O_3})_3} \hfill \\
Cu \hfill \\
F{e_3}{O_4} \hfill \\
\end{gathered} \right.\xrightarrow{{2,52{\text{ mol KHS}}{{\text{O}}_4}}}\left\langle \begin{gathered}
Y\left\{ \begin{gathered}
FeS{O_4} \hfill \\
CuS{O_4} \hfill \\
F{e_2}{(S{O_4})_3} \hfill \\
{K_2}S{O_4} \hfill \\
\end{gathered} \right.\xrightarrow{{ + 0,225{\text{ mol Cu}}}}\left\{ \begin{gathered}
FeS{O_4} \hfill \\
CuS{O_4} \hfill \\
{K_2}S{O_4} \hfill \\
\end{gathered} \right. \hfill \\
NO{\text{ 0}}{\text{,21 mol}} \hfill \\
\end{gathered} \right.\)
Bảo toàn N: \({n_{Fe{{(N{O_3})}_3}}} = \frac{1}{3}{n_{NO}} = 0,07{\text{ mol}}\)
Ta có: \({n_{F{e_2}{{(S{O_4})}_3}}} = {n_{Cu}} = 0,225{\text{ mol}}\)
Bảo toàn H: \({n_{{H_2}O}} = \frac{1}{2}{n_{KHS{O_4}}} = 1,26{\text{ mol}}\)
Bảo toàn O: \(9{n_{Fe{{(N{O_3})}_3}}} + 4{n_{F{e_3}{O_4}}} = {n_{NO}} + {n_{{H_2}O}} \to {n_{F{e_3}{O_4}}} = \frac{{0,21 + 1,26 – 0,07.9}}{4} = 0,21{\text{ mol}}\)
Bảo toàn K: \({n_{{K_2}S{O_4}}} = \frac{1}{2}{n_{KHS{O_4}}} = 1,26{\text{ mol}}\)
Bảo toàn Fe: \({n_{FeS{O_4}}} + 2{n_{F{e_2}{{(S{O_4})}_3}}} = {n_{Fe{{(N{O_3})}_3}}} + 3{n_{F{e_3}{O_4}}} \to {n_{FeS{O_4}}} = 0,21.3 + 0,07 – 0,225.2 = 0,25{\text{ mol}}\)
Bảo toàn gốc sunfat:
\({n_{FeS{O_4}}} + {n_{CuS{O_4}}} + 3{n_{F{e_2}{{(S{O_4})}_3}}} + {n_{{K_2}S{O_4}}} = {n_{KHS{O_4}}} \to {n_{CuS{O_4}}} = {n_{Cu}} = 2,52 – 1,26 – 0,25 – 0,225.3 = 0,335{\text{ mol}}\)
\( \to m = 0,07.(56 + 62.3) + 0,335.64 + 0,21.232 = 87,1{\text{ gam}}\)