Cho 11,6 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe2O3 vào dung dịch HNO3 loãng, dư thu được V lít khí Y.

* Hướng dẫn giải

Đáp án C

Phương pháp giải:

Quy đổi hỗn hợp X thành Fe và O

* TN2: $\mathrm{X}\left\{\begin{array}{l}\mathrm{Fe}\\ \mathrm{O}\end{array}+\mathrm{CO}\to \mathrm{Fe}+\left\{\begin{array}{l}\mathrm{CO}\left(\mathrm{du}\right)\\ {\mathrm{CO}}_2\end{array}\right.\right.$

⟹ m_Fe(X) ⟹ m_O(X).

* TN1: $\mathrm{X}\left\{\begin{array}{l}\mathrm{Fe}\\ \mathrm{O}\end{array}+{\mathrm{HNO}}_3\to \mathrm{Fe}{\left({\mathrm{NO}}_3\right)}_3+\mathrm{Y}\left\{\begin{array}{l}\mathrm{NO}\\ {\mathrm{NO}}_2\end{array}\right.\right.$

Gọi số mol NO và NO₂ trong Y lần lượt là x và y (mol).

Sử dụng bảo toàn electron và dựa vào M_Y ⟹ x và y ⟹ V.

Giải chi tiết:

Quy đổi hỗn hợp X thành Fe và O

* TN2: $\mathrm{X}\left\{\begin{array}{l}\mathrm{Fe}\\ \mathrm{O}\end{array}+\mathrm{CO}\to \mathrm{Fe}+\left\{\begin{array}{l}\mathrm{CO}\left(\mathrm{du}\right)\\ {\mathrm{CO}}_2\end{array}\right.\right.$

⟹ m_Fe(X) = 9,52 (g) ⟹ m_O(X) = 11,6 – 9,52 = 2,08 (g).

* TN1: $\mathrm{X}\left\{\begin{array}{l}\mathrm{Fe}\left(0,17\right)\\ \mathrm{O}\left(0,13\right)\end{array}+{\mathrm{HNO}}_3\to \mathrm{Fe}{\left({\mathrm{NO}}_3\right)}_3+\mathrm{Y}\left\{\begin{array}{l}\mathrm{NO}\left(\mathrm{x}\right)\\ {\mathrm{NO}}_2\left(\mathrm{y}\right)\end{array}\right.\right.$

+ ${\mathrm{M}}_{\mathrm{Y}}=\frac{30\mathrm{x}+46\mathrm{y}}{\mathrm{x}+\mathrm{y}}=19.2=38\Rightarrow \mathrm{x}=\mathrm{y}$

+ Xét sự cho – nhận electron

Fe → Fe³⁺ + 3e

O + 2e → O^2- ; N⁵⁺ + 3e → N²⁺ ; N⁵⁺ + 1e → N⁴⁺

Bảo toàn electron ⟹ 3.0,17 = 2.0,13 + 3x + y ⟹ 3x + y = 0,25

Ta có hệ phương trình: $\left\{\begin{array}{l}\mathrm{x}=\mathrm{y}\\ 3\mathrm{x}+\mathrm{y}=0,25\end{array}\Rightarrow \left\{\begin{array}{l}\mathrm{x}=0,0625\\ \mathrm{y}=0,0625\end{array}\left(\mathrm{mol}\right)\right.\right.$

Vậy V = V_Y = 2,8 (lít).