Hòa tan hết 3,264 gam hỗn hợp X g...

D

- Hướng dẫn giải

Phương pháp giải:

Bảo toàn nguyên tố S và N để tìm số mol SO₄^2- và NO₃^- trong dung dịch Y.

Ta có:  NO₃^- + 4H⁺ + 4e → NO + 2 H₂O

S + 4 H₂O → SO₄^2- + 8 H⁺ + 6e

Dựa vào số mol NO, số mol SO₄^2- để chứng tỏ dung dịch Y có chứa H⁺ dư.

Dùng bảo toàn e để tìm số mol Fe và Cu.

Để lượng Fe là tối đa thì muối hình thành phải là muối Fe²⁺, Cu²⁺ tạo ra Cu.

Bảo toàn electron cho toàn bộ quá trình: 2.∑n_Fe + 6.n_S = 3.n_NO

Khi đó tìm được giá trị m.

Giải chi tiết:

\(3,264(g)\left\{ \matrix{
Fe:x  \cr 
Cu:y  \cr 
S:0,024  \cr} \right.\buildrel { + HN{O_3}:0,6} \over
\longrightarrow NO:0,084 + {\rm{dd}}\,Y\left\{ \matrix{
F{e^{3 + }}:0,024  \cr 
{H^ + }:0,456  \cr 
C{u^{2 + }}:0,018  \cr 
SO_4^{2 - }:0,024  \cr 
NO_3^ - :0,516  \cr} \right.\buildrel { + {\rm{dd}}\,{\rm{BaC}}{{\rm{l}}_{\rm{2}}}} \over
\longrightarrow BaS{O_4}(0,024mol)\)

Bảo toàn nguyên tố S ta có: n_S = n_SO4(2-) = n_BaSO4 = 0,024 mol

Bảo toàn nguyên tố N ta có: n_NO3- = 0,6 – 0,084 = 0,516 mol

Ta có:  NO₃^- + 4H⁺ + 4e → NO + 2 H₂O

S + 4 H₂O → SO₄^2- + 8 H⁺+ 6e

Số mol H⁺ tham gia phản ứng là: n_H+pứ = 4.n_NO - 8. n_S = 4.0,084 – 8. 0,024  = 0,144 mol

→ n_{H+ dư} = 0,6 – 0,144 = 0,456 mol

Vì H⁺ dư nên hình thành muối Fe³⁺

Gọi số mol của Fe và Cu lần lượt là x và y mol

Ta có hệ 56x + 64y + 0,024.32  = 3,264 và 3x + 2y + 6. 0,024  = 0,084.3

Giải hệ trên ta có: x = 0,024 và  y  = 0,018

Ta thấy n_{H+ dư}/4 < n_NO3-/1 nên khí NO được tính theo H⁺

Suy ra n_NO = n_H+ : 4 = 0,114 mol. Do dó n_NO = 0,114 + 0,084  = 0,198 mol

Để lượng Fe là tối đa thì muối hình thành phải là muối Fe²⁺, Cu²⁺ tạo ra Cu.

Bảo toàn electron cho toàn bộ quá trình: 2.∑n_Fe + 6.n_S = 3.n_NO

→ 2.(n_Fe + 0,024) + 6.0,024  = 3.0,198 → n_Fe = 0,201 mol → m = 11,256 gam

Đáp án D