Hòa tan hết 30,56 gam hỗn hợp gồm Mg, Fe3O4 và FeCO3 trong dung dịch chứa HCl và 0,24 mol HNO3.

* Hướng dẫn giải

Đáp án B

Phương pháp giải:

- Tóm tắt sơ đồ phản ứng.

- Vận dụng các định luật: bảo toàn khối lượng, bảo toàn e, bảo toàn nguyên tố để xác định các yếu tố trong sơ đồ.

Giải chi tiết:

Khi cho AgNO₃ vào dd Y thu được khí NO → dd Y chứa Fe²⁺, H⁺ dư và không có NO₃^-.

m_{dd tăng} = m_hh - m_khí ⟹ m_khí = m_hh - m_{dd tăng} = 30,56 - 22,6 = 7,96 gam ⟹ n_khí = 7,96/(9,95.4) = 0,2 mol.

Ta có: $\left\{\begin{array}{l}{\mathrm{n}}_{\mathrm{khi}}={\mathrm{n}}_{{\mathrm{CO}}_2}+{\mathrm{n}}_{\mathrm{NO}}+0,08=0,2\\ {\mathrm{n}}_{\mathrm{khi}}=44{\mathrm{n}}_{{\mathrm{CO}}_2}+30{\mathrm{n}}_{\mathrm{NO}}+0,08.44=7,96\end{array}\to \left\{\begin{array}{l}{\mathrm{n}}_{{\mathrm{CO}}_2}=0,06\\ {\mathrm{n}}_{\mathrm{NO}}=0,06\end{array}\right.\right.$

BTNT N → n_NH4⁺ = n_HNO3 - n_NO - 2n_N2O = 0,02 mol.

n_H⁺_{(dd Y)} = 4n_{NO (lần 2)} = 0,12 mol.

$$\begin{gathered} 30,56\left(\mathrm{g}\right)\left\{\begin{array}{l}\mathrm{Mg} :\hspace{0.17em}\mathrm{a}\\ {\mathrm{Fe}}_3{\mathrm{O}}_4 : \mathrm{b}\\ {\mathrm{FeCO}}_3 : 0,06\end{array}+\left\{\begin{array}{l}\mathrm{HCl} : \mathrm{c}\\ {\mathrm{HNO}}_3 : 0,24\end{array}\right.\right. \\ \to \left\{\begin{array}{l}\mathrm{X}\left\{\begin{array}{l}{\mathrm{CO}}_2 : 0,06\\ \mathrm{NO} : 0,06\\ {\mathrm{N}}_2\mathrm{O} : 0,08\end{array}\right.\\ \mathrm{dd}.\mathrm{Y}\left\{\begin{array}{l}{\mathrm{Mg}}^{2+}\\ {\mathrm{Fe}}^{3+}\\ {\mathrm{Fe}}^{2+}\\ {{\mathrm{NH}}_4}^{+} : 0,02\\ {\mathrm{H}}^{+}: 0,12\\ {\mathrm{Cl}}^{-}: \mathrm{c}\end{array}\right.\\ {\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\end{array}\stackrel{+{\mathrm{AgNO}}_{3 }\mathrm{du}}{\to }239,66\left(\mathrm{g}\right)\right. \left\{\begin{array}{l}\mathrm{Ag}\\ \mathrm{AgCl} : \mathrm{c}\end{array}+\mathrm{NO}:0,03\right. \end{gathered}$$

+) m_{hh đầu} = 24a + 232b + 0,06.116 = 30,56 (1)

+) Công thức nhanh: n_H⁺ = 8n_Fe3O4 + 2n_FeCO3 + 4n_{NO (tổng)} + 10n_NH4⁺ + 10n_N2O

→ c + 0,24 = 8b + 2.0,06 + 4.(0,06 + 0,03) + 10.0,02 + 10.0,08 (2)

+) Áp dụng bảo toàn e: 2n_Mg + n_Fe3O4 + n_FeCO3 = 3n_NO(tổng) + 8n_N2O + 8n_NH4⁺ + n_Ag

→ 2a + b + 0,06 = 3.0,09 + 8.0,08 + 8.0,02 + n_Ag

→ n_Ag = 2a + b - 1,01 (mol).

→ m_↓ = m_Ag + m_AgCl = 108.(2a + b - 1,01) + 143,5.c = 239,66 (3)

Giải (1) (2) (3) được a = 0,5; b = 0,05; c = 1,64.

→ %m_Fe3O4 = (0,05.232/30,56).100% = 37,96% gần nhất với 38%.