Đáp án đúng: D
Phương pháp giải:
Xét khí Z có M = 4.1,8125 = 7,25 (g/mol) → 2 khí là NO và H2 → Số mol từng khí
*) Ta có X + KHSO4 → muối + NO + H2 + H2O
BTKL có mH2O = mX + mKHSO4 - mZ - mmuối → nH2O
Bảo toàn H có nKHSO4 > 2nH2 + 2nH2O → nNH4+
Bảo toàn N có → nFe(NO3)2
Bảo toàn O có → nFeO
Đặt nAl = x mol và nZn = y mol → Phương trình khối lương của X (1)
Vì Y không phản ứng với Cu nên Y không có Fe3+ → Y chỉ có Fe2+
Bảo toàn Fe có nFe2+(Y)
Bảo toàn e có → Phương trình (2)
Giải (1)(2) có x và y
PTHH: FeSO4 + 2NaOH → Fe(OH)2 +Na2SO4
Al2(SO4)3 + 8NaOH → 3Na2SO4 + 2NaAlO2 + 4H2O
2NaOH + (NH4)2SO4 → Na2SO4 + 2NH3 + 2H2O
ZnSO4 + 4NaOH → Na2SO4 + Na2ZnO2 + 2H2O
Giải chi tiết:Xét khí Z có M = 4.1,8125 = 7,25 (g/mol)
Trong Z có khí không màu hóa nâu ngoài không khí → Khí này là NO
→ Khí còn lại có M < 7,25 (g/mol) → Khí này là H2
Đặt Z có nH2 = a mol và nNO = b mol thì nZ = a + b = 0,16 mol(1)
Mà mZ = MZ.nZ = 0,16.7,25 = 2a + 30b = 1,16 (2)
Giải (1)(2) có a = 0,13 mol và b = 0,03 mol
*) Ta có X + KHSO4 → muối + NO + H2 + H2O
BTKL có mH2O = mX + mKHSO4 - mZ - mmuối = 29,64 +1,12.136 - 1,16 - 174,86 = 5,94 gam
→ nH2O = 0,33 mol
Bảo toàn H có nKHSO4 = 1,12 > 2nH2 + 2nH2O = 2.0,13 + 2.0,33 = 0,92 mol
→ Phản ứng có tạo NH4+ → nNH4+ = \(\frac{{1,12 - 0,92}}{4} = 0,05\,mol\)
Bảo toàn N có 2nFe(NO3)2 = nNH4+ + nNO = 0,05 + 0,03 = 0,08 mol → nFe(NO3)2 = 0,04 mol
Bảo toàn O có nFeO + 6nFe(NO3)2 = nNO + nH2O → nFeO + 0,04.6 = 0,03 + 0,33 → nFeO = 0,12 mol
Đặt nAl = x mol và nZn = y mol
→ mX = 27x + 65y + 0,12.72 + 0,04.180 = 29,64 (1)
Vì Y không phản ứng với Cu nên Y không có Fe3+ → Y chỉ có Fe2+
Bảo toàn Fe có nFe2+(Y) = nFeO + nFe(NO3)2 = 0,12 + 0,04 = 0,16 mol
Ta có:
Al → Al+3 + 3e N+5 + 8e → N-3
Zn → Zn+2 + 2e N+5 + 3e → N+2
2H++2e → H2
Bảo toàn e có 3x + 2y = 0,05.8 + 0,03.3 + 0,13.2 = 0,75 (2)
Giải (1)(2) có x = y = 0,15 mol
Y có: \(\left\{ \begin{array}{l}FeS{O_4}:0,16\,mol\\A{l_2}{(S{O_4})_3}:0,075\,mol\\{(N{H_4})_2}S{O_4}:0,025\,mol\\{K_2}S{O_4}:0,56\,mol\\ZnS{O_4}:\,0,15\,mol\end{array} \right.\)
PTHH: FeSO4 + 2NaOH → Fe(OH)2 +Na2SO4
Al2(SO4)3 + 8NaOH → 3Na2SO4 + 2NaAlO2 + 4H2O
2NaOH + (NH4)2SO4 → Na2SO4 + 2NH3 + 2H2O
ZnSO4 + 4NaOH → Na2SO4 + Na2ZnO2 + 2H2O
Nên Y + NaOH thì nNaOH = 2nFeSO4 + 8nAl2(SO4)3 + 2n(NH4)2SO4 + 4nZnSO4 = 1,57 mol
→ Vdd NaOH = 1,57 : 2 = 0,785 lít
Đáp án D
