Hòa tan hết 11,02 gam hỗn hợp X gồm FeCO3, Fe(NO3)2 và Al vào dung dịch Y chứa KNO3 và 0,4 mol HCl, thu được dung dịch Z và 2,688 lít (đktc) khí T gồm CO2, H2 và NO (có tỷ lệ mol tương ứng là 5 : 2 : 5). Dung dịch Z phản ứng được tối đa với 0,45 mol NaOH. Nếu cho Z tác dụng với dung dịch AgNO3 dư thì thu được m gam kết tủa. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn và NO là sản phẩm khử duy nhất của N+5 trong các phản ứng trên. Giá trị của m là
nT = 5n + 2n + 5n = 2,688/22,4 → n = 0,01 mol
→ nCO2 = 0,05 mol; nH2 = 0,02 mol và nNO = 0,05 mol
Gọi a, b, c là số mol của Fe(NO3)2, Al, KNO3 và FeCO3: 0,05 mol
Ta có: mX = 116.0,05 + 180a + 27b = 11,02 (1)
Theo ĐLBT nguyên tố N:
NO3- + 4H+ + 3e → NO + 2H2O
0,05 0,2 0,15 0,05
2a + c = 0,05 (2)
Cho Z + 0,45 mol NaOH → dung dịch: Na+ 0,45 mol; K+ c mol; Cl- 0,4 mol; AlO2- b mol
Theo ĐLBT điện tích: c + 0,45 = 0,4 + b
→ b – c = 0,05 (3)
Giải hệ (1), (2), (3) → a = 0,02 mol; b = 0,06 mol và c = 0,01 mol
nH2O = 2nNO + 2nCO2 = 0,1 + 0,05 = 0,15 mol
→ nH+ dư = 0,4 – (0,2 + 0,04 + 0,1) = 0,06 mol
Trong dung dịch Z: Fe2+dư x mol; Fe3+ 0,07 – x mol; Al3+ = 0,06 mol; H+dư0,06 mol; K+ 0,01 mol và Cl- 0,4 mol
Theo ĐLBT điện tích: 0,06 + 0,06.3 + 2x + 3(0,07 – x) + 0,01 = 0,4
→ x = 0,06 mol
Khi cho AgNO3 dư vào dung dịch Z
3Fe2+ + 4H+dư + NO3- → 3Fe3+ + NO + 2H2O
0,045 0,06
Fe2+ + Ag+ → Fe3+ + Ag
0,015 0,015
Ag+ + Cl- → AgCl
0,4 0,4 0,4
→ mkết tủa = 0,015.108 + 0,4.143,5 = 59,02g