Cho 7,488 gam hỗn hợp rắn X gồm Fe, Fe3O4 và Fe(NO3 ) 2 vào dung dịch chứa 0,3 mol HCl và 0,024 mol HNO3, khuấy đều cho các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch Y (không chứa NH4+ ) và 0,032 mol hỗn hợp khí Z gồm NO và N2 O. Cho dung dịch AgNO3 đến dư vào dung dịch Y, sau phản ứng thấy thoát ra 0,009 mol NO (sản phẩm khử duy nhất của N+5 ), đồng thời thu được 44,022 gam kết tủa. Phần trăm khối lượng Fe trong hỗn hợp X có giá trị 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.

Dựa vào sản phẩm phản ứng giữa Y và AgNO3 ⇒ Biện luận các chất có trong Y ⇒ Chất nào còn dư sau phản ứng ⇒ Biện luận thành phần chất kết tủa ⇒ tính số mol các chất thành phần Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố ⇒ Số mol các chất trong hỗn hợp đầu ⇒ %m Fe− Thêm AgNO3 vào Y thấy tạo thêm NO chứng tỏ Y chứa Fe 2+, H+ dư và không còn NO3− ⇒ Y+ AgNO3 có phản ứng: Ag++ Cl− → AgCl Ag++ Fe 2+ → Ag+ Fe 3+

Bảo toàn nguyên tố Cl: n AgCl = n Cl = 0,3 mol Có: m tủa = m Ag+ m AgCl ⇒ m Ag = 44,022 – 143,5.0,3 = 0,972 g ⇒ n Ag = 0,009 mol

Bảo toàn electron: n Fe2+ = 3n NO+ n Ag = 3.0,009+ 0,009 = 0,036 mol n H+ dư = 4n NO = 0,036 mol

Vậy dung dịch Y chứa Fe 2+ (0,036 mol); H+ (0,036 mol); Cl− (0,3 mol) và Fe 3+

Bảo toàn điện tích: 2n Fe2++ 3n Fe3++ n H+ = n Cl- ⇒ n Fe3+ = 0,064 mol Đặt số mol Fe, Fe3O4, Fe(NO3 ) 2 lần lượt là a, b, c. Có: m X = 56a+ 232b+ 180c = 7,488 (1)

Bảo toàn Fe: n Fe = a+ 3b+ c = n Fe2++ n Fe3+ = 0,1 mol (2) n H+ pứ = n HCl bđ+ n HNO3 – n H+(Y) = 0,3+ 0,024 – 0,036 = 0,288 mol

Bảo toàn H: n H2O = ½ n H+ pứ = 0,144 mol

Bảo toàn O: 4n Fe3O4+ 6n Fe(NO3)2+ 3n HNO3 = n H2O+ n NO+ n N2O ⇒ 4b+ 6c = 0,104 mol (3)

Từ (1,2,3) ⇒ a = 0,05; b = 0,014; c = 0,008 ⇒ %m Fe = 56.0,05/7,488 = 37,4% (Gần nhất với giá trị 37,8%)

Đáp án C

Từ phân tích trên, đáp án đúng là C. 37,8%..