Câu hỏi
Hỗn hợp X chứa Mg, Fe, Cu, FeO, Fe2O3, Fe3O4, CuO trong đó oxy chiếm 3,5% về khối lượng. Đun nóng m gam X với 0,448 lit khí CO một thời gian thu được chất rắn Y và hỗn hợp khí Z có tỉ khối hơi so với hidro bằng 16. Hòa tan hoàn toàn Y trong dung dịch chứa 1,3 mol HNO3 thu được dung dịch T chứa 84,72g muối và 2,688 lit hỗn hợp khí G chứa NO và H2 có tỉ khối hơi đối với hidro là 89/6. Biết thể tích các khí đều đo ở điều kiện tiêu chuẩn. Giá trị của m là :
- A 19,2
- B 12,8
- C 16,0
- D 32,0
Phương pháp giải:
Bài toán hỗn hợp kim loại, oxit tan hết trong HNO3
- Qui hỗn hợp về dạng : KL, O
=> Công thức giải nhanh :
ne = ne KL = nNO2 + 3nNO + 8nN2O + 10nN2 + 8nNH4NO3 + 2nO
nHNO3 = 2nNO2 + 4nNO + 10nN2O + 12nN2 + 10nNH4NO3 + 2nO
Lời giải chi tiết:
- Xét : X + CO → Z(CO, CO2) . Vì không khẳng định là phản ứng hoàn toàn
=> Coi Y gồm hỗn hợp kim loại Mg, Fe, Cu và các oxit
=> Qui hỗn hợp Y thành Mg, Fe, Cu, O
- Xét phản ứng : CO + [O] → CO2
Bảo toàn C : nCO bđ = nCO sau + nCO2 = 0,448 : 22,4 = 0,02 mol
=> mZ = mCO sau + mCO2 = 28nCO sau + 44nCO2 = nZ.MZ = 0,02.32 = 0,64g
=> nCO sau = 0,015 ; nCO2 = 0,005 = nO pứ
- Xét khí G có : nG = 2,688 : 22,4 = 0,12 mol = nNO + nN2
mG = nG.MG = 0,12. 89/6.2 = 3,56g = mNO + mN2 = 30nNO + 28nN2
=> nNO = 0,1 ; nN2 = 0,02 mol
- Khi Y (KL, O) + HNO3 :
Công thức giải nhanh : nHNO3 = 4nNO + 12nN2 + 2nO + 10nNH4NO3
=> nNH4NO3 = 0,066 – 0,2nO
Bảo toàn H : nHNO3 = 4nNH4NO3 + 2nH2O
=> nH2O = 0,5. [1,3 – (0,066 – 0,2nO)] = 0,518 + 0,4nO
- Bảo toàn khối lượng : mY = mmuối T + mG + mH2O – mHNO3
=> mY = 84,72 + 3,56 + 18.(0,518 + 0,4nO) – 1,3.63 = 15,704 + 6,4nO
- Bảo toàn khối lượng : mX = mY + mO (pứ CO)
=> m = 15,704 + 6,4nO + 16.0,005 (1)
Mặt khác : %mO(X) = 3,5% . Ta có : nO(X) = nO pứ CO + nO(Y) = 0,005 + nO
=> 16.(0,005 + nO) = 3,5%.m (2)
Từ (1,2) => nO = 0,03 mol ; m = 16g
Đáp án C