Cho m gam kim loại Fe tan hết trong dung dịch HNO

- Hướng dẫn giải

Phương pháp giải:

Fe + 4HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + NO + 2H₂O  (1)

3Fe + 8HNO₃ → 3Fe(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O   (2)

TH₁: xảy ra phản ứng (1) tạo muối Fe(NO₃)₃

TH₂: xảy ra phản ứng (2) tạo muối Fe(NO₃)₂

TH₃: xảy ra cả (1) và (2) phản ứng tạo 2 muối.

Gọi số mol của Fe ở phản ứng (1) và (2) lần lượt là a và b (mol)

Đặt vào phương trình ta có:

\(\left\{ \begin{gathered}
\sum {{n_{NO}} = a + \frac{2}{3}b = 0,03} \hfill \\
\sum {m{\,_{muoi}} = 242a + 180b = 7,82} \hfill \\
\end{gathered} \right. = > \left\{ \begin{gathered}
a = ?\,(mol) \hfill \\
b = ?(mol) \hfill \\
\end{gathered} \right.\)

Trường hợp nào thỏa mãn thì chọn

Giải chi tiết:

 \({n_{NO}} = \frac{{0,672}}{{22,4}} = 0,03\,(mol)\)

Fe + 4HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + NO + 2H₂O  (1)

a →  4a        → a             → a                          (mol)

3Fe + 8HNO₃ → 3Fe(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O   (2)

B  →  8/3b          → b          →2/3b                   (mol)

TH₁: xảy ra phản ứng (1) tạo muối Fe(NO₃)₃ => n_Fe(NO3)3  = n_NO = 0,03 (mol)

=> m_muối = m_Fe(NO3)3 = 0,03. 242 = 7,26 (g) # 7,82 => loại

TH₂: xảy ra phản ứng (2) tạo muối Fe(NO₃)₂ => n_Fe(NO3)2 = 3/2 n_NO = 3/2 . 0,03 = 0,045 (mol)

=> m_muối = m_Fe(NO3)2 = 0,045. 180 = 8,1 (g) # 7,82 => loại

TH₃: xảy ra cả (1) và (2) phản ứng tạo 2 muối.

Gọi số mol của Fe ở phản ứng (1) và (2) lần lượt là a và b (mol)

Đặt vào phương trình ta có:

\(\left\{ \begin{gathered}
\sum {{n_{NO}} = a + \frac{2}{3}b = 0,03} \hfill \\
\sum {m{\,_{muoi}} = 242a + 180b = 7,82} \hfill \\
\end{gathered} \right. = > \left\{ \begin{gathered}
a = 0,01\,(mol) \hfill \\
b = 0,03\,(mol) \hfill \\
\end{gathered} \right.\)

∑ n_Fe = 0,01 + 0,03 = 0,04 (mol) => m_Fe = 0,04.56 = 2,24 (g)

∑ n_{HNO3 pư} = 4a + 8/3b = 4. 0,01 + 8/3. 0,03 = 0,12 (mol)

m_HNO3 = 0,12.63 = 7,56 (g)

\({m_{ddHN{O_3}}} = \frac{{{m_{HN{O_3}}}.100\% }}{{C\% }} = \frac{{7,56.100\% }}{{25,2}} = 30(g)\)

Khối lượng dd sau: m_{dd sau} = m_Fe + m_ddHNO3 - m_NO = 2,24 + 30 – 0,03.30 = 31,34 (g)

\(\begin{gathered}
C\% Fe{(N{O_3})_3} = \frac{{{m_{Fe{{(N{O_3})}_3}}}}}{{m{\,_{dd\,sau}}}}.100\% = \frac{{0,01.242}}{{31,34}}.100\% = 7,72\% \hfill \\
C\% Fe{(N{O_3})_2} = \frac{{{m_{Fe{{(N{O_3})}_2}}}}}{{m{\,_{dd\,sau}}}}.100\% = \frac{{0,03.180}}{{31,34}}.100\% = 17,23\% \hfill \\
\end{gathered} \)