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

Đây là dạng câu hỏi tính toán hóa học cơ bản. Trước hết cần xác định dữ kiện đề bài đang cho dưới dạng khối lượng, số mol hoặc thể tích khí, sau đó chọn công thức phù hợp để tìm kết quả.

Tính được n FeCl3 = 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(g)X\ matrix Fe3O4 hfill cr Fe2O3 hfill cr Cu hfill cr.buildrel + HCl:0,9 over longrightarrow dd Y\ matrix Fe^3+:0,08 hfill cr Fe^2+:x hfill cr Cu^2+:y hfill cr H+:z hfill cr Cl^−:0,9 hfill cr.buildrel dpdd over longrightarrow m dd ↓ = 13,64(g)+ BTĐT cho dd Y có: 3n Fe3++ 2n Fe2++ 2n Cu2++ n H+ = n Cl- ⇒ (1)+ Phản ứng điện phân dung dịch Y Catot: Thứ tự điện phân: Fe 3+, Cu 2+, H+, Fe 2+ Điện phân đến khi catot bắt đầu thoát ra khí thì dừng lại ⇒ Điện phân hết Fe 3+ và Cu 2+; H+ và Fe 2+ chưa bị điện phân. Viết các bán phản ứng điện phân ở các điện cực

Ta có: m dd giảm = m Cu+ m Cl2 ⇒ (2)+ Xét phản ứng của X và HCl: n H+ pư = n H+ bđ – n H+ dư = 0,9 – z (mol) ⇒ n O(X) = 0,5n H+ pư = 0,45 – 0,5z (mol) ⇒ m X = m Fe+ m Cu+ m O ⇒ (3) Giải hệ (1) (2) (3) được x, y, z Xác định thành phần dd sau điện phân. Viết các PTHH khi cho dd sau điện phân phản ứng với AgNO3 dư, từ đó tính được khối lượng kết tủa thu được n FeCl3 = 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(g)X\ matrix Fe3O4 hfill cr Fe2O3 hfill cr Cu hfill cr.buildrel + HCl:0,9 over longrightarrow dd Y\ matrix Fe^3+:0,08 hfill cr Fe^2+:x hfill cr Cu^2+:y hfill cr H+:z hfill cr Cl^−:0,9 hfill cr.buildrel dpdd over longrightarrow m dd ↓ = 13,64(g)+ BTĐT cho dd Y có: 3n Fe3++ 2n Fe2++ 2n Cu2++ n H+ = n Cl- ⇒ 0,08.3+ 2x+ 2y+ z = 0,9 (1)+ Phản ứng điện phân dung dịch Y Catot: Thứ tự điện phân: Fe 3+, Cu 2+, H+, Fe 2+ Điện phân đến khi catot bắt đầu thoát ra khí thì dừng lại ⇒ Điện phân hết Fe 3+ và Cu 2+; H+ và Fe 2+ chưa bị điện phân. Fe 3++ 1e → Fe 2+ 0,08 → 0,08 → 0,08 Cu 2++ 2e → Cu y → 2y → y Anot: 2Cl− → Cl 2+ 2e 0,08+2y ← 0,04+y ← 0,08+2y

Ta có: m dd giảm = m Cu+ m Cl2 ⇒ 64y+ 71(0,04+y) = 13,64 (2)+ Xét phản ứng của X và HCl: n H+ phản ứng = n H+ bđ – n H+ dư = 0,9 – z (mol) ⇒ n O(X) = 0,5n H+ pư = 0,45 – 0,5z (mol) ⇒ m X = m Fe+ m Cu+ m O ⇒ 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: \ matrix Fe^2+:0,08+ x = 0,28^mol hfill cr H+:0,1^mol hfill cr Cl^−:0,66^mol(BTDT) hfill cr. Cho dd sau điện phân tác dụng AgNO3 dư: 3Fe 2++ 4H++ NO3− → 3Fe 3++ NO+ 2H2O 0,075 dư 0,205 ← 0,1 Fe 2++ Ag+ → Fe 3++ Ag 0,205 → 0,205 Ag++ Cl− → AgCl 0,66 → 0,66 ⇒ m kết tủa = m Ag+ m AgC l = 0,205.108+ 0,66.143,5 = 116,85 gam

Đáp án A

Từ phân tích trên, đáp án đúng là A. 116,85..