Câu hỏi:

25/08/2022 4,797

Cho m gam Al và 300 ml dung dịch X gồm Fe(NO3)3 2M và Cu(NO3)2 1M, sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 36 gam kim loại. Mặt khác hòa tan hết m gam Al ở trên bằng dung dịch HNO3 loãng (vừa đủ) thu được 267,12 gam dung dịch Y và khí NO (sản phẩm khử duy nhất). Làm lạnh Y đến 200C thì có x gam tinh thể Al(NO3)3.9H2O tách ra khỏi dung dịch. Biết độ tan của Al(NO3)3 ở 200C là 75,44 gam. Xác định giá trị của m và x.

Quảng cáo

Trả lời:

verified
Giải bởi Vietjack

- Số mol: Fe(NO3)3: 0,6 mol; Cu(NO3)2: 0,3 mol

- Phương trình hóa học:

Al + 3FeNO33 AlNO33+ 3FeNO32                         10,2             0,6                                       0,6     mol

2Al + 3CuNO32 2AlNO33+ 3Cu                              20,2                       0,3   0,3                        mol

- Sau phản ứng (2), khối lượng Cu tạo ra = 0,3.64 = 19,2 gam nên có Fe tạo ra;

nFe=3619,256= 0,3 mol

2Al + 3FeNO32 2AlNO33+ 3Fe                    3        0,2                    0,3                                          0,3                 mol     

- Theo phương trình hóa học (1), (2), (3): nAl = 0,6 mol

mAl=0,6.27=16,2 (gam)

- Khi tác dụng với dung dịch HNO3:

Al + 4HNO3 AlNO33+ 2H2O + NO                           40,6                                   0,6   mol

mAl(NO3)3=0,6.213=127,8  gam

- Trong 267,12 gam dung dịch Y có: Al(NO3)3:127,8 gamH2O:139,32 gam

- Giả sử sau khi hạ nhiệt độ có a mol Al(NO3)3.9H2O tách ra

x=(213+162).a (gam)

- Dung dịch thu được sau khi hạ nhiệt độ gồm:

127,8213a139,32162a×100=75,44

a=0,25mol

x=375.0,25=93,75 gam

- Có thể tính giá trị của a như sau:

C%=213×(0,6a)267,12275a×100=75,4475,44+100×100

a=0,25mol

x=375.0,25=93,75 gam

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Lời giải

Phương pháp tách riêng từng khí trong X:

* Cách 1:

- Dẫn hỗn hợp X qua dung dịch NaCl (bão hòa) dư thu được dung dịch A gồm NaCl, HCl và khí B thoát ra gồm O2, SO2. Đun nóng dung dịch A thu được khí HCl thoát ra.

- Dẫn khí B qua dung dịch Ca(OH)2 dư, thu được khí thoát ra là O2, kết tủa CaSO3. Lọc kết tủa, cho tác dụng với H2SO4 thu được SO2 thoát ra.

 SO2 + Ca(OH)2 CaSO3 + H2O

CaSO3 + H2SO4 CaSO4 + SO2 + H2O

* Cách 2:

- Dẫn hỗn hợp khí vào dung dịch Ba(OH)2 dư, thu được oxi không phản ứng thoát ra khỏi dung dịch.

Ba(OH)2 + SO2 BaSO3  + H2O

Ba(OH)2 +2HCl BaCl2 + 2H2O

- Lọc kết tủa rồi cho phản ứng với dung dịch H2SO4 dư thu được khí SO­2.

BaSO3 + H2SO4 BaSO4  + SO2 + H2O

 - Phần dung dịch còn lại ở trên gồm BaCl2 và Ba(OH)2 dư cho tác dụng với dung dịch H2SO4

Ba(OH)2 + H2SO4 → BaSO4 + 2H2O

BaCl2 + H2SO4 → BaSO4 + 2HCl

- Lọc kết tủa, đem cô cạn dung dịch thu được HCl có lẫn hơi nước được dẫn qua bình chứa H2SO4 đặc (dư) thu được khí HCl tinh khiết.        

Lời giải

- Khi tác dụng HCl: nHCl phản ứng = 0,721,2= 0,6 mol;

 nHCl dư = 0,72 – 0,6 = 0,12 (mol)

CuO + 2HCl CuCl2 + H2O                 (1)

FexOy + yHCl xFeCl2y/x + yH2O     (2)

Fe + 2HCl FeCl2 + H2                              (3)

Cu + FeCl3 CuCl2 + FeCl2              (4)

Fe + 2FeCl3 3FeCl2                        (5)

- Số mol các chất trong 270,8 gam dung dịch Y FeCl3:aFeCl2:bCuCl2:cHCl:0,12

- Trong dung dịch trung hòa về điện (hoặc bảo toàn Cl trong muối) ta có:3a+2b+2c=0,6 (*)

- Khi tác dụng H2SO4 đặc, nóng: nSO2=2,01622,4=0,09 (mol) 

CuO + H2SO4 CuSO4 + H2O                                                                      (6)

2FexOy + (6x-2y)H2SO4 xFe2(SO4)3 + (6x-2y)H2O + (3x-2y)SO2    (7)

2Fe + 6H2SO4 Fe2(SO4)3 + 6H2O + 3SO2                                                   (8)

Cu + 2H2SO4 CuSO4 + 2H2O + SO2                                                           (9)

Fe + Fe2(SO4)3 3FeSO4                                                                              (10)

Cu + Fe2(SO4)3 CuSO4 + 2FeSO4                                                     (11)

- Các chất trong dung dịch Z FeSO4:d (mol)Fe2(SO4)3: (mol)CuSO4:c (mol)

- Bảo toàn Fe ta có: a+b=d+2e (**)

- Khi Z tác dụng dung dịch Ba(OH)2 dư, tách kết tủa rồi nung

FeSO4 + Ba(OH)2 BaSO4 + Fe(OH)2                             (12)

Fe2(SO4)3 + 3Ba(OH)2 3BaSO4 + 2Fe(OH)3        (13)

CuSO4 + Ba(OH)2 BaSO4 + Cu(OH)2                          (14)

- Kết tủa T BaSO4Fe(OH)2Fe(OH)3Cu(OH)2

4Fe(OH)2 + O2 t02Fe2O3 + 4H2O                                          (15)

2Fe(OH)3 t0 Fe2O3 + 3H2O                                         (16)

Cu(OH)2 t0 CuO + H2O                                              (17)

- Theo phương trình hóa học (1, 2, 3): 

nHCl=2nO(X)+2nH2nO(X)=0,62.0,06=0,24 mol

- Theo phương trình hóa học (6,7,8,9):

nH2SO4=nO(X)+2nSO2=0,42 (mol)

- Bảo toàn S: số mol gốc SO42- trong muối = nH2SO4nSO2= 0,42 – 0,09 = 0,33 (mol)

- Bảo toàn S, Fe, Cu: chất rắn còn lại (99,29 gam) gồm

BaSO4:0,33 (mol)Fe2O3:12(d+2e) (mol)CuO:c (mol)

99,29 = 0,33.233 + 80(d +2e) + 80c (***)

- Thay (**) vào (***) ta có: 80(a + b) + 80c = 22,4 (****)

- Từ (*) và (****) ta có: a = 0,04 (mol)

- Phần trăm khối lượng FeCl3 trong dung dịch Y:

C%FeCl3=0,04.162,5270,8.100%=2,4%.