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 :

Đáp án A

n_NO = 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 = n_H+ = 0,32 mol => b = 0,02 mol

Trong Y : Bảo toàn nguyên tố : n_NO3 = 2c – n_{NO3 pứ} = 2c – 0,04

n_K+ = n_SO4 = 0,32 mol

Gọi x, y lần lượt là số mol Fe²⁺ ; Fe³⁺ trong Y

Bảo toàn điện tích : 2n_Fe2+  + 3n_Fe3+ + n_K+ = n_NO3 + 2n_SO4

=> 2x + 3y + 0,32 = 2c – 0,04 + 0,32.2

=> 2x + 3y = 2c + 0,28 ^(*)

Có : n_NaOH = 2n_Fe2+ + 3n_Fe3+ => 0,44 = 2x + 3y^(**)

Từ (*) và (**) => c = 0,08 mol

m_Y = m_NO3 + m_K + m_Fe2+ + m_Fe3+ + m_SO4

=> 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

=> m_X = m_Fe + m_Fe3O4 + m_Fe(NO3)2 = 19,6g

=> %m_Fe(NO3)2 = 73,46%