Bài tập hỗn hợp sắt và các oxit phản ứng với chất oxi hóa mạnh có đáp án
| Câu 1: Cho 11,36 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe2O3 và Fe3O4 phản ứng hết với dung dịch HNO3 loãng (dư), thu được 1,344 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc) và dung dịch X. Cô cạn dung dịch X thu được m gam muối khan. Tính m ? |
Phân tích đề: Ta coi như trong hỗn hợp X ban đầu gồm Fe và O. Như vậy xét cả quá trình chất nhường e là Fe chất nhận e là O và $NO_{3}^{-}$. Nếu chúng ta biết được số tổng số mol Fe trong X thì sẽ biết được số mol muối Fe(NO3)3 trong dung dịch sau phản ứng. Do đó chúng ta sẽ giải bài toán này như sau:
Giải:
Số mol NO = 0,06 mol.
Gọi số mol Fe và O tương ứng trong X là x và y ta có: 56x + 16y = 11,36 (1).
Quá trình nhường và nhận e:
| Chất khử
Fe → Fe3+ + 3e |
Chất oxi hóa |
Tổng electron nhường: 3x (mol)
Tổng electron nhận: 2y + 0,18 (mol)
Áp dụng định luật bảo toàn electron ta có: 3x = 2y + 0,18 (2)
Từ (1) và (2) ta có hệ $\left\{ \begin{array} {} 56\text{x}+16y=11,36 \\ {} 3\text{x}-2y=0,18 \\ \end{array} \right.$
Giải hệ trên ta có x = 0,16 và y = 0,15
Như vậy ${{n}_{Fe}}={{n}_{Fe{{\left( N{{O}_{3}} \right)}_{3}}}}=0,16$ mol vậy m = 38,72 gam.
» Với bài toán này ta cũng có thể quy về bài toán kinh điển: Đốt m gam sắt sau phản ứng sinh ra 11,36 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe2O3 và Fe3O4. Hỗn hợp này phản ứng hết với dung dịch HNO3 loãng (dư), thu được 1,344 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc). Chúng ta sẽ tính m rồi từ suy ra số mol Fe và từ đó tính số mol của sắt.
» Phát triển bài toán:
| Trường hợp 1: Cho nhiều sản phẩm sản phẩm khử như NO2, NO ta có vẫn đặt hệ bình thường tuy nhiên chất nhận e bây giờ là HNO3 thì cho 2 sản phẩm.
Trường hợp 2: Nếu đề ra yêu cầu tính thể tích hoặc khối lượng của HNO3 thì ta tính số mol dựa vào bảo toàn nguyên tố N khi đó ta sẽ có: |
${{n}_{HN{{O}_{3}}}}=n_{N{{O}_{3}}}^{muoi}+n_{N{{O}_{3}}}^{khi}=3{{n}_{F\text{e}}}+{{n}_{NO}}\left( {{n}_{N{{O}_{2}}}} \right)$
