Cho 18,72 gam hỗn hợp rắn X gồm Fe, Fe3O4 và Fe(NO3 ) 2 vào dung dịch chứa 0,75 mol HCl và có 0,06 mol HNO3, khuấy đều cho đến khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch Y (không chứa ion ) và 1,792 lít hỗn hợp khí Z (đktc) gồm NO và N2 O. Cho dung dịch AgNO3 đến dư vào dung dịch Y, thấy thoát ra 0,504 lít khí NO (đktc) là sản phẩm khử duy nhất, đồng thời thu được 110,055 gam kết tủa. Phần trăm khối lượng của Fe3O4 có trong hỗn hợp X 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.

Khi cho AgNO3 vào dung dịch Y thì thu được kết tủa có AgCl: 0,75 mol → m AgCl = 107,625 gam < m kết tủa = 110,055 gam nên kết tủa có Ag → n Ag Ta có: Ag++ Fe 2+ → Fe 3++ Ag 3Fe 2++ 4H++ NO3− → 3Fe 3++ 2H2O+ NO → Y có n H+ = 4n NO và n Fe 2+ = n Ag+ 3n NO Đặt số mol của Fe, Fe3O4 và Fe(NO3 ) 2 trong X là a, b và c mol thì Phươn trình m X (1) Y còn dư H+ và không dư NO3− → Y có Fe 2+; H+, Cl−: 0,75 mol và Fe 3+ Bảo toàn điện tích có n Fe 3+ Bảo toàn Fe có a+ 3b+ c = n Fe 3++ n Fe 2+ (2) Bảo toàn H có n H2O+ n H+ (Y) = n HCl+ n HNO3 →n H2O Bảo toàn O có 4n Fe3O4+ 6n Fe(NO3)2+ 3n HNO3 = n H2O+n O(khí Z) (3) Giải (1)(2)(3) có a, b và c Khi cho AgNO3 vào dung dịch Y thì thu được kết tủa có AgCl: 0,75 mol → m AgCl = 107,625 gam < m kết tủa = 110,055 gam nên kết tủa có Ag → m Ag = 2,43 gam → n Ag = 0,0225 mol Ta có: Ag++ Fe 2+ → Fe 3++ Ag 3Fe 2++ 4H++ NO3− → 3Fe 3++ 2H2O+ NO → Y có n H+ = 4n NO = 0,09 mol và n Fe 2+ = n Ag+ 3n NO = 0,09 mol Đặt số mol của Fe, Fe3O4 và Fe(NO3 ) 2 trong X là a, b và c mol thì m X = 56a+ 232b+ 180c = 18,72 gam (1) Y còn dư H+ và không dư NO3− → Y có Fe 2+: 0,09 mol; H+: 0,09 mol, Cl−: 0,75 mol và Fe 3+ Bảo toàn điện tích có n Fe 3+ = ( 0,75− 0,09.2− 0,09): 3 = 0,16 mol Bảo toàn Fe có a+ 3b+ c = n Fe 3++ n Fe 2+ = 0,25 mol(2) Bảo toàn H có n H2O+ n H+ (Y) = n HCl+ n HNO3 = 0,81 →n H2O = 0,36 mol Bảo toàn O có 4n Fe3O4+ 6n Fe(NO3)2+ 3n HNO3 = n H2O+n O(khí Z) → 4b+ 6c+ 3.0,06 = 0,36+ 0,08 (3) Giải (1)(2)(3) có a = 0,125 mol, b = 0,035 mol và c = 0,02 mol →%Fe3O4 = 43,38%

Đáp án B

Từ phân tích trên, đáp án đúng là B. 43,38%.