Hòa tan hoàn toàn 22,92 gam hỗn hợp gồm FeCO3 và Cu trong 110 gam dung dịch HNO3

Hòa tan hoàn toàn 22,92 gam hỗn hợp gồm FeCO₃ và Cu trong 110 gam dung dịch HNO₃ 50,4% thu được m gam dung dịch X và V lít (đktc) hỗn hợp hai khí không màu (trong đó có một khí hóa nâu trong không khí là sản phẩm khử duy nhất của N⁺⁵). Cho 400 ml dung dịch KOH 2M vào X thu được kết tủa Y và dung dịch Z. Cô cạn Z, sau đó đem nung đến khối lượng không đổi thu được 65,68 gam rắn khan. Các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Giả sử nước bay hơi không đáng kể. Nồng độ phần trăm của Fe(NO₃)₃ trong dung dịch X gần nhất với giá trị?

Trả lời

nHNO₃ = 0,88

Nếu KOH (0,8 mol) đã phản ứng hết thì mKNO₂ = 68 > 65,68: Vô lý

Vậy KOH còn dư, chất rắn gồm KNO₂ (u) và KOH dư (v)

nKOH = u + v = 0,8

m rắn = 85u + 56v = 65,68

—> u = 0,72; v = 0,08

Bảo toàn N —> nNO = 0,88 – 0,72 = 0,16

Nếu HNO₃ phản ứng hết:

nHNO₃ = 4nNO + 2nCO₂ —> nFeCO₃ = nCO₂ = 0,12

—> nCu = 9/64

Dung dịch X chứa Fe²⁺ (a), Fe³⁺ (b), Cu²⁺ (9/64), NO₃^- (0,72)

Bảo toàn Fe —> a + b = 0,12

Bảo toàn điện tích —> 2a + 3b + 2.9/64 = 0,72

—> Nghiệm âm, loại.

Vậy HNO₃ vẫn còn dư. Đặt x, y là số mol FeCO₃ và Cu

—> 116x + 64y = 22,92

Bảo toàn electron: x + 2y = 0,16.3

—> x = 0,09; y = 0,195

mddX = 22,92 + mddHNO₃ – mNO – mCO₂ = 124,16

nFe(NO₃)₃ = x —> C%Fe(NO₃)₃ = 17,54%

Chọn B