Nung m gam hỗn hợp X gồm Fe, Fe(NO3 ) 2, Fe(NO3 ) 3, FeCO3 trong bình kín không có không khí. Sau khi kết thúc phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được chất rắn Y và phần khí Z có tỉ khối so với H2 là 22,75 (giả sử khí NO2 sinh ra không tham gia vào phản ứng nào khác). Cho Y tan hoàn toàn trong dung dịch gồm 0,04 mol NaNO3 và 0,92 mol KHSO4 (loãng) thu được dung dịch chỉ chứa 143,04g muối trung hòa của kim loại và hỗn hợp 2 khí có tỉ khối so với H2 là 6,6 (trong đó có 1 khí hóa nâu trong không khí). Giá trị của m gần nhất với giá trị nào sau đây:

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.

Suy luận khí sau cùng chứa NO, H2 Hỗn hợp khí Z chứa CO2 và NO2 Dùng quy tắc đường chéo, bảo toàn nguyên tố, bảo toàn điện tích, bảo toàn e, quy đổi− Hỗn hợp 2 khí sau cùng có M = 6,6.2 = 13,2. Trong đó 1 chất khí hóa nâu là NO (M = 30) ⇒ khí còn lại phải là H2 Sinh ra khí H2 ⇒ NO3− pư hết, chất rắn Y có Fe dư ⇒ Hỗn hợp Z không còn O2 ⇒ Z chứa NO2 và CO2 Đặt x, y lần lượt là số mol Fe 2+ và Fe 3+ trong dd muối− Áp dụng dịch luật bảo toàn nguyên tố: n Na+ = n NaNO3 = 0,04 mol n K+ = n KHSO4 = 0,92 mol n SO4 = n KHSO4 = 0,92 mol Ta có hệ phương trình: \ matrix m muoi = 56x+ 56y+ 39.0,92+ 23.0,04+ 0,92.96 = 143,04 hfill cr buildrel BTDT over longrightarrow 2x+ 3y+ 0,92.1+ 0,04.1 = 0,92.2 hfill cr. ⇒ \ matrix x = 0,08 hfill cr y = 0,24 hfill cr. ⇒ ∑n Fe = 0,08+ 0,24 = 0,32 (mol) Quy đổi hỗn hợp Y thành Fe và O: b (mol) Dùng quy tắc đường chéo ⇒ n NO: n H2 = 2:3 BTNT “N”: n NO = n NaNO3 = 0,04 (mol) ⇒ n H2 = 1,5n NO = 0,06 (mol) Quá trình nhường e Quá trình nhận e Fe 0 → Fe 2++2e NO3−+ 4H++ 3e → NO+ 2H2O 0,08 → 0,16 0,12 ← 0,04 (mol) Fe 0 → Fe 3++3e 2H++2e → H2 ↑ 0,24 → 0,72 0,12← 0,06 (mol) O 0+2e → O−2 b → 2b (mol) BT e ta có: ∑n e (nhường) = ∑ n e (nhận) ⇒ 0,16+ 0,72 = 0,12+ 0,12+ 2b ⇒ b = 0,32 (mol) Dùng quy tắc đường chéo ⇒ n NO2: n CO2 = 3a: 2a BTNT N: n NO3-(trong X) = n NO2 = 3a BTNT C: n CO32-(trong X) = n CO2 = 2a BTNT O: có: 3n NO3(x)+ 3n CO3(X) = 2n NO2+ 2n CO2+ n O(Y) ⇒ 3.3a+ 3. 2a = 2.3a+ 2.2a+ 0,32 ⇒ a =0,064 (mol) BTKL ta có: m = m Fe+ m NO3(X)+ m CO3(X) = (0,08+ 0,24).56+ 3.0,064.62+ 2.0,064.60 = 37,504(g) gần nhất với 38

Đáp án D

Từ phân tích trên, đáp án đúng là D. 38.