Cho m gam hỗn hợp X gồm Fe, Cu và Fe_xO_y tác dụng hết với 100 gam dung dịch chứa HCl 24,455% và HNO₃ 8,19%, sau phản ứng thu được 1,344 lít khí NO là sản phẩm khử duy nhất và dung dịch Y chứa (m + 27,965) gam chất tan. Cho a gam Mg vào dung dịch Y, khi kết thúc phản ứng thấy thoát ra hỗn hợp T gồm 2 đơn chất khí, tỉ khối của T so với H₂ bằng 10,75 và (m - 0,16) gam chất rắn. Giá trị của a gần nhất với giá trị nào sau đây?

Đáp án đúng là: A

n_HCl = 0,67;nHNO3 = 0,13 → nH+ tổng = 0,8 mol

Quy đổi X thành Fe (a), Cu (b), O (c)

Cho Mg vào Y thoát N₂, H₂ nên Y chứa H₊ dư, NO₃^- dư. Bảo toàn electron:

3a + 2b = 2c + 3.0,06 (1)

Dung dịch X chứa Fe³⁺ (a), Cu²⁺ (b), Cl^- (0,67), NO₃^- (0,13 – 0,06 = 0,07) và H⁺ dư (0,8 – 0,06.4 – 2c = 0,56 – 2c)

→ 56a + 64b + 35,5.0,67 + 62.0,07 + 0,56 – 2c = (56a + 64b + 16c) + 27,965

→ c = 0,04

Vậy nH+ dư = 0,48

m_Fe,Cu = m_X – m_O = m – 0,64. Nhưng khi cho Mg vào X thì thu được m – 0,16 gam chất rắn → Đã có Mg dư 0,64 – 0,16 = 0,48 gam.

Vậy Fe³⁺, Cu²⁺ đã bị đẩy ra hết.

Khí thoát ra là N₂ và H₂ có  M = 21,5 →nN2 = 3x và  nH2= x. Đặt nNH4+  = y

Có H₂ nên NO₃^- hết, bảo toàn N → 2.3x + y = 0,07 (2)

nH+= 12.3x + 2x + 10y = 0,48 (3)

(2)(3) → x = y = 0,01

Bảo toàn electron:

2n_Mg = 3a + 2b + 10.3x + 2x + 8y

(1) → 3a + 2b = 0,26 → n_Mg = 0,33 mol

→ m_{Mg ban đầu} = 0,33.24 + 0,48 = 8,4 gam.