Cho m gam hỗn hợp X gồm Fe, Fe3O4 và Fe(NO3)2 tan hết trong 320 ml dung dịch KHSO4 1M. Sau phản ứng thu được dung dịch Y chứa 59,04g muối trung hòa và 896 ml NO (sản phẩm khử duy nhất của N+5, ở dktc). Y phản ứng vừa đủ với 0,44 mol NaOH. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Phầm trăm khối lượng của Fe(NO3)2 trong X có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây :
A. 73
B. 18
C. 63
D. 20
Đáp án A
nNO = 0,04 mol
Gọi số mol Fe, Fe3O4, Fe(NO3)2 lần lượt là a, b, c
Vì sau phản ứng chỉ chứa muối trung hòa nên H+ (HSO4-) hết theo các quá trình sau :
2H+ + O -> H2O
4H+ + NO3- + 3e -> NO + 2H2O
=> 8b + 0,16 = nH+ = 0,32 mol => b = 0,02 mol
Trong Y : Bảo toàn nguyên tố : nNO3 = 2c – nNO3 pứ = 2c – 0,04
nK+ = nSO4 = 0,32 mol
Gọi x, y lần lượt là số mol Fe2+ ; Fe3+ trong Y
Bảo toàn điện tích : 2nFe2+ + 3nFe3+ + nK+ = nNO3 + 2nSO4
=> 2x + 3y + 0,32 = 2c – 0,04 + 0,32.2
=> 2x + 3y = 2c + 0,28 (*)
Có : nNaOH = 2nFe2+ + 3nFe3+ => 0,44 = 2x + 3y(**)
Từ (*) và (**) => c = 0,08 mol
mY = mNO3 + mK + mFe2+ + mFe3+ + mSO4
=> 59,04 = 62(0,02 – c) + 0,32.39 + 0,32.96 + 56x + 56y
=> x + y = 0,15 mol(***)
Bảo toàn Fe : a + 3b +c = 0,15
=> a = 0,01
=> mX = mFe + mFe3O4 + mFe(NO3)2 = 19,6g
=> %mFe(NO3)2 = 73,46%