Cho 12,48 gam X gồm Cu và Fe tác dụng hết với 0,15 mol hỗn hợp

* Hướng dẫn giải

Đáp án B

Cho 12,48 gam X gồm Cu và Fe tác dụng hết với 0,15 mol hỗn hợp khí gồm ${\mathrm{Cl}}_2$ và ${\mathrm{O}}_2$:

Ta có quá trình:

$\underset{12,48\mathrm{gam}}{\underbrace{\mathrm{X}\left\{\begin{array}{l}\mathrm{Cu}\\ \mathrm{F}\text{e}\end{array}\right.}}+\underset{0,15\mathrm{mol}}{\underbrace{\left\{\begin{array}{l}{\mathrm{Cl}}_2\\ {\mathrm{O}}_2\end{array}\right.}}\to \mathrm{Y}〈\begin{array}{l}\mathrm{Oxit}\\ \mathrm{Muoi}\end{array}$$\stackrel{\underset{0,36\mathrm{mol}}{\underbrace{\mathrm{HCl}}}}{\to }\mathrm{Z}\stackrel{{\mathrm{AgNO}}_3}{\to }$$〈\begin{array}{l}\text{Chat ran}\left\{\begin{array}{l}\mathrm{AgCl}\\ \mathrm{Ag}\end{array}\right.\\ \mathrm{Dd}:{\mathrm{Fe}}^{3+},{\mathrm{Cu}}^{2+},{\mathrm{Ag}}^{+},{\mathrm{NO}}_3^{-}\end{array}$

Oxit trong Y tác dụng với HCl:

$$\begin{gathered} 2\mathrm{H}+\mathrm{O}\to {\mathrm{H}}_2\mathrm{O} \\ 0,36 \mathrm{mol} \end{gathered}$$

$\to {\mathrm{n}}_{{\mathrm{O}}_2}=\frac{1}{2}{\mathrm{n}}_{\mathrm{O}}=0,09\mathrm{mol}$$\to {\mathrm{n}}_{{\mathrm{Cl}}_2}=0,15-0,09=0,06\mathrm{mol}$

Cho dung dịch ${\mathrm{AgNO}}_3$ dư vào Z: ${\mathrm{n}}_{\mathrm{AgCl}}={\mathrm{n}}_{\mathrm{HCl}}+2{\mathrm{n}}_{{\mathrm{Cl}}_2}=0,48\mathrm{mol}$

$\to {\mathrm{m}}_{\mathrm{AgCl}}=0,48.143,5=$$68,88\mathrm{gam}$$<75,36\mathrm{gam}$

→ Chất rắn sau phản ứng có Ag: ${\mathrm{m}}_{\mathrm{Ag}}=75,36-68,88=6,48\mathrm{gam}$

$\to {\mathrm{n}}_{\mathrm{Ag}}=0,06\mathrm{mol}$

Gọi số mol của Cu và Fe trong 12,48 gam X lần lượt là a và b mol.

$\to 64\text{a}+56\mathrm{b}=12,48$ (*)

Bảo toàn electron cho toàn bộ quá trình:

$2{\mathrm{n}}_{\mathrm{Cu}}+3{\mathrm{n}}_{\mathrm{F}\text{e}}=2{\mathrm{n}}_{{\mathrm{C}}_2}+4{\mathrm{n}}_{{\mathrm{O}}_2}+{\mathrm{n}}_{\mathrm{Ag}}$

$\to 2\text{a}+3\mathrm{b}=0,54$ (**)

Từ (*) và (**) suy ra: $\mathrm{a}=0,09;\mathrm{b}=0,12$

Hòa tan hết 12,48 gam X trong dung dịch ${\mathrm{HNO}}_3$ nồng độ 31,5%: ${\mathrm{n}}_{\mathrm{NO}}=0,15\mathrm{mol}$

Ta có quá trình: $\underset{12,48\mathrm{gam}}{\underbrace{\mathrm{X}\left\{\begin{array}{l}\mathrm{Cu}\\ \mathrm{F}\text{e}\end{array}\right.}}+{\text{dd HNO}}_3\text{ 31,5\%}$$\to 〈\begin{array}{l}\text{Dd T}\\ \underset{0,15\mathrm{mol}}{\underbrace{\mathrm{NO}}}\end{array}$

Ta thấy: $2{\mathrm{n}}_{\mathrm{Cu}}+2{\mathrm{n}}_{\mathrm{F}\text{e}}=0,42\mathrm{mol}<3{\mathrm{n}}_{\mathrm{NO}}$$=0,45\mathrm{mol}<2{\mathrm{n}}_{\mathrm{Cu}}+3{\mathrm{n}}_{\mathrm{F}\text{e}}$$=0,54\mathrm{mol}$

→ Muối sắt sau phản ứng gồm cả muối Fe(II) (x mol) và muối Fe(III) (y mol).

Ta có hệ phương trình:

$\left\{\begin{array}{l}\mathrm{x}+\mathrm{y}=0,12\\ 2.0,09+2\text{x}+3\mathrm{y}=0,45\end{array}\right.$$\to \left\{\begin{array}{l}\mathrm{x}=0,09\\ \mathrm{y}=0,03\end{array}\right.$$\to {\mathrm{m}}_{\mathrm{F}\text{e}{\left({\mathrm{NO}}_3\right)}_3}=0,03.242=$$7,26\mathrm{gam}$

Ta có: ${\mathrm{n}}_{{\mathrm{HNO}}_3}={\mathrm{n}}_{{\mathrm{NO}}_3^{-}\text{ trong muoi}}+{\mathrm{n}}_{\mathrm{NO}}=$${\mathrm{n}}_{\text{e cho/e nhan}}+{\mathrm{n}}_{\mathrm{NO}}=$$0,45+0,15=0,6\mathrm{mol}$

Bảo toàn khối lượng: ${\mathrm{m}}_{\text{dd T}}={\mathrm{m}}_{\mathrm{X}}+{\mathrm{m}}_{{\text{dd HNO}}_3}-{\mathrm{m}}_{\mathrm{NO}}=$$12,48+120-0,15.30$$=127,98\mathrm{gam}$

$\to \mathrm{C}{\%}_{\mathrm{F}\text{e}{\left({\mathrm{NO}}_3\right)}_3}=\frac{7,26}{127,98}.100\%$$\approx 5,67\%$.