Hòa tan hoàn toàn 11,2 gam hỗn hợp Cu, Mg, Fe vào 200 gam dung dịch gồm KNO₃ 6,06% và H₂SO₄ 16,17%, thu được dung dịch X chỉ chứa muối trung hòa của kim loại và hỗn hợp khí Y (trong đó H₂ chiếm 25/9% khối lượng). Cho một lượng KOH dư vào X, thu được kết tủa Z. Nung Z trong không khí đến khối lượng không đổi được 16 gam chất rắn. Nồng độ phần trăm của FeSO₄ trong X có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây?

Đáp án đúng là: D

nKNO3= 0,12 mol và nH2SO4= 0,33 mol

X chứa Cu²⁺, Mg²⁺, Fe³⁺, Fe²⁺ (Gọi chung là R^x+), K⁺ (0,12) và SO₄^2- (0,33)

Bảo toàn điện tích → Điện tích của R^x+ = 0,54 mol

Bảo toàn N → n_N(Y) = 0,12

Quy đổi Y thành N (0,12), O (a) và H₂ (b)

→ 2b = 16a + 2b + 0,12.14.259%

Bảo toàn electron: 2a + 0,54 = 0,12.5 + 2b

→ a = 0,07 và b = 0,04

→ m_Y = 2,88

Để oxi hóa 11,2 gam kim loại lên số oxi hóa tối đa cần n_O = 16 – 11,216 = 0,3 mol.

Oxit cao nhất gồm R^y+ và O^2- (0,3). Bảo toàn điện tích → Điện tích của R^y+ = 0,6 mol

Sự chêch lệch điện tích của R^x+ và R^y+ chính là nFe2+= 0,6 – 0,54 = 0,06 mol.

m_X = 11,2 + 200 – 2,88 = 208,32 gam

→ C%FeSO4= 0,06.152208,32= 4,378%