Đáp án đúng: D
Giải chi tiết:Tóm tắt bài toán:
\(18,36(g)\left\{ \matrix{ Cu \hfill \cr Fe{(OH)_2} \hfill \cr} \right. + HN{O_3}:0,68 \to \left| \matrix{ {\rm{dd}}\,Y\mathrel{\mathop{\kern0pt\longrightarrow}\limits_{KOH:0,4}^{NaOH:0,2}} \left\{ \matrix{ \downarrow E\buildrel {{t^o}} \over \longrightarrow \underbrace {\left\{ \matrix{ CuO \hfill \cr F{e_2}{O_3} \hfill \cr} \right.}_{18,4(g)} \hfill \cr {\rm{dd}}\,Z\buildrel {co\,can} \over \longrightarrow T\buildrel {Nung} \over \longrightarrow 45,48(g)\,chat\,ran \hfill \cr} \right. \hfill \cr \hfill \cr SPK \hfill \cr {H_2}O \hfill \cr} \right.\)
*Xét chất rắn khan T:
Nếu NaOH, KOH phản ứng hết thì chất rắn khan T thu được gồm NaNO3 (0,2 mol); KNO3 (0,4 mol) và có thể có muối nitrat của KL.
Nung T thu được: NaNO2 (0,2 mol); KNO2 (0,4 mol) và oxit KL.
Ta thấy: mNaNO2 + mKNO2 = 0,2.69 + 0,4.85 = 47,8 gam > 45,48 gam (loại)
=> NaOH, KOH dư
Hỗn hợp chứa 0,2 mol NaOH và 0,4 mol KOH có thể coi là 0,6 mol MOH (với M = (23 + 2.39)/2 = 101/3)
Giả sử chất rắn khan sau khi nung T gồm: MNO2 (a mol) và MOH dư (b mol)
+ nMOH = nMNO2 + nMOH dư => a + b = 0,6 (1)
+ m chất rắn = (2)
Giải hệ được a = 0,52 và b = 0,08
BTNT "N": nNO3(dd Y) = nMNO2 = 0,52 mol
*Xét kết tủa E:
Do NaOH, KOH dư nên ion KL bị kết tủa hết.
Giả sử hỗn hợp đầu chứa Cu (c mol) và Fe(OH)2 (d mol). BTNT Cu và Fe suy ra chất rắn thu được sau khi nung E chứa CuO (c mol) và Fe2O3 (0,5d mol)
Giải hệ: 64c + 90d = 18,36 và 80c + 160.0,5d = 18,4 được c = 0,09 và d = 0,14
*Xét dung dịch Y:
TH1: Phản ứng tạo thành Fe3+, không tạo Fe2+ => Dung dịch có thể chứa H+ dư
\({\rm{DD}}\,Y\left\{ \matrix{ C{u^{2 + }}:0,09 \hfill \cr F{e^{3 + }}:0,14 \hfill \cr {H^ + }\,du \hfill \cr N{O_3}^ - :0,52 \hfill \cr} \right.\)
BTĐT => nH+ = 0,52 - 0,09.2 - 0,14.3 = -0,08 (loại)
TH2: Phản ứng tạo Fe3+ và Fe2+ => Dung dịch không chứa H+ (vì Fe2+, H+, NO3- không tồn tại trong cùng 1 dd)
\({\rm{DD}}\,Y\left\{ \matrix{ C{u^{2 + }}:0,09 \hfill \cr F{e^{3 + }}:x \hfill \cr F{e^{2 + }}:y \hfill \cr N{O_3}^ - :0,52 \hfill \cr} \right.\)
Giải hệ: x + y = 0,14 (BTNT: Fe) và 3x + 2y = 0,52 - 0,09.2 (BTĐT) được x = 0,06 và y = 0,08
*Tính khối lượng dung dịch Y:
BTNT "H" => nH2O = nFe(OH)2 + 0,5nHNO3 = 0,14 + 0,5.0,68 = 0,48 mol
BTKL: m hh đầu + mHNO3 = m ion trong Y + mSPK + mH2O
=> 18,36 + 0,68.63 = 0,09.64 + 0,14.56 + 0,52.62 + mSPK + 0,48.18
=> mSPK = 6,72 (g)
BTKL: m hh đầu + m dd HNO3 = m dd Y + mSPK
=> 18,36 + 95,2 = m dd Y + 6,72 => m dd Y = 106,84 gam
Vậy C%Fe(NO3)3 = 0,06.242/106,84 = 13,59% gần nhất với 13,6%
Đáp án D
