Cho m gam bột Fe vào bình kín chứa đồng thời 0,06 mol O2 và 0,03 mol Cl2, rồi đốt nóng. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn chỉ thu được hỗn hợp chất rắn chứa các oxit sắt và muối sắt. Hòa tan hết hỗn hợp này trong một lượng dung dịch HCl (lấy dư 25% so với lượng cần phản ứng) thu được dung dịch X. Cho dung dịch AgNO3 dư vào X, sau khi kết thúc các phản ứng thì thu được 53,28 gam kết tủa (biết sản phẩm khử của N+5 là khí NO duy nhất). Giá trị của m là

Đáp án A

O trong 0,06 mol sẽ chạy hết vào trong H₂O

\(\to {n_{HCl}} = 2{n_{{H_2}O}}\left( {BTNT:H} \right) = 4{n_{{O_2}}}\left( {BTNT:O} \right) = 4.0,06 = 0,24\,mol\)

nHCl đã dùng (dư 25%) = 1,25.0,24 = 0,3 mol.

Quá trình:

\(\left\{ {\underbrace {Fe}_{m\,gam}\begin{array}{*{20}{c}} {\overbrace {{O_2}}^{0,06\,mol}}\\ {\underbrace {C{l_2}}_{0,03\,mol}} \end{array}} \right\} + \left\{ \begin{array}{l} \overbrace {HCl}^{0,3\,mol}\\ AgN{O_3} \end{array} \right\} \to \underbrace {\left\{ \begin{array}{l} Ag\\ AgCl \end{array} \right\}}_{53,28\,gam} + Fe{\left( {N{O_3}} \right)_3} + \underbrace {NO}_{0,015\,mol} + \underbrace {{H_2}O}_{0,15\,mol}\)

Sơ đồ:

\(\begin{array}{l} 2{H^ + } + {O^{2 - }} \to {H_2}O\\ 4{H^ + } + NO_3^ - + 3e \to NO + 2{H_2}O \end{array}\)

nH₂O ­(cả quá trình) = \(= \frac{1}{2}{n_{HCl}}^{\left( {BTNT:Cl} \right)} = 0,15\,mol = {n_{O\left( {trong\,oxit} \right)}} + 2{n_{NO}} = 0,{06.2^{\left( {BTNT:O} \right)}} + 2{n_{NO}}\)

\( \to {n_{NO}} = 0,015\,mol\)

Cl- đi vào hết AgCl \( \to {n_{AgCl}} = 2{n_{C{l_2}}} + {n_{HCl}} = 0,03.2 + 0,3 = 0,36\,mol\)

\(\begin{array}{l} \to {n_{Ag}} = \frac{{53,28 - 143,5.0,36}}{{108}} = 0,015\,mol\\ BTNT\left[ {Ag} \right] \to {n_{AgN{O_3}}} = {n_{AgCl}} + {n_{Ag}} = 0,36 + 0,015 = 0,375\left( {mol} \right)\\ BTNT\left[ N \right] \to {n_{AgN{O_3}}} = 3{n_{Fe{{\left( {N{O_3}} \right)}_3}}} + {n_{NO}} \to {n_{Fe{{\left( {N{O_3}} \right)}_3}}} = \frac{{0,375 - 0,015}}{3} = 0,12\,mol\\ \to {n_{Fe}} = 0,12 \to m = 0,12.56 = 6,72\left( g \right) \end{array}\)