Hòa tan hết 27,2 gam hỗn hợp rắn X gồm Fe3O4, Fe2O3 và Cu trong dung dịch chứa 0,9 mol HCl, thu được dung dịch Y chứa 13,0 gam FeCl3. Điện phân Y đến khi ở catot bắt đầu có khí thoát ra thì dừng điện phân, thấy khối lượng dung dịch giảm 13,64 gam. Cho dung dịch AgNO3 dư vào dung dịch sau điện phân, thấy khí NO thoát ra (sản phẩm khử duy nhất); đồng thời thu được m gam kết tủa. Giá trị của m là
Suy nghĩ trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo sainFeCl3 = 13 : 162,5 = 0,08 mol
Do khi cho AgNO3 dư vào dd sau điện phân thấy có khí NO thoát ra nên dd sau điện phân chứa H+, do đó HCl dư.
Sơ đồ bài toán:
\(27,2\left( g \right)X\left\{ \begin{array}{l}F{{\rm{e}}_3}{O_4}\\F{{\rm{e}}_2}{O_3}\\Cu\end{array} \right. + HCl:0,9 \to dd\,Y\left\{ \begin{array}{l}F{{\rm{e}}^{3 + }}:0,08\\F{{\rm{e}}^{2 + }}:x\\C{u^{2 + }}:y\\{H^ + }:z\\C{l^ - }:0,9\end{array} \right. \to {m_{dd \downarrow }} = 13,64\left( g \right)\)
+ BTĐT cho dd Y có: 3nFe3+ + 2nFe2+ + 2nCu2+ + nH+ = nCl- => 0,08.3 + 2x + 2y + z = 0,9 (1)
+ Phản ứng điện phân dung dịch Y
Catot: Thứ tự điện phân: Fe3+, Cu2+, H+, Fe2+
Điện phân đến khi catot bắt đầu thoát ra khí thì dừng lại => Điện phân hết Fe3+ và Cu2+; H+ và Fe2+ chưa bị điện phân.
Fe3+ + 1e → Fe2+
0,08 → 0,08 → 0,08
Cu2+ + 2e → Cu
y → 2y → y
Anot:
2Cl- → Cl2 + 2e
0,08+2y ← 0,04+y ← 0,08+2y
Ta có: m dd giảm = mCu + mCl2 => 64y + 71(0,04+y) = 13,64 (2)
+ Xét phản ứng của X và HCl:
nH+ phản ứng = nH+ bđ – nH+ dư = 0,9 – z (mol) => nO(X) = 0,5nH+ pư = 0,45 – 0,5z (mol)
=> mX = mFe + mCu + mO => 56(0,08 + x) + 64y + 16(0,45-0,5z) = 27,2 (3)
Giải hệ (1) (2) (3) được x = 0,2; y = 0,08; z = 0,1
Dung dịch sau điện phân gồm: \(\left\{ \begin{array}{l}F{e^{2 + }}:0,08 + x = 0,{28^{mol}}\\{H^ + }:0,{1^{mol}}\\C{l^ - }:0,{66^{mol}}(BTDT)\end{array} \right.\)
Cho dd sau điện phân tác dụng AgNO3 dư:
3Fe2+ + 4H+ + NO3- → 3Fe3+ + NO + 2H2O
0,075dư 0,205 ← 0,1
Fe2+ + Ag+ → Fe3+ + Ag
0,205 → 0,205
Ag+ + Cl- → AgCl
0,66 → 0,66
=> m kết tủa = mAg + mAgCl = 0,205.108 + 0,66.143,5 = 116,85 gam
Đáp án A
Đề thi thử THPT QG năm 2022 môn Hóa học Trường
THPT Hoàng Xuân Hãn