Cho m gam bột sắt vào 200 ml dung dịch CuSO₄ 1M, sau phản ứng hoàn toàn thu được chất rắn X. Chia X thành 2 phần không bằng nhau: Phần 1: cho tác dụng với dung dịch HCl dư thấy thoát ra 2,24 lít khí H₂ (đktc). Phần 2: cho tác dụng với dung dịch HNO₃ loãng dư, thu được 6,72 lít khí NO (đktc). NO là sản phẩm khử duy nhất của HNO₃. Giá trị của m gần nhất với giá trị nào sau đây?

Đáp án A

- P₁: hỗn hợp rắn X + HCl → H₂ => chứng tỏ Fe dư, Cu²⁺ phản ứng hết.

            Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂

=> n_Fe(1) = n_H2 = 2,24: 22,4 = 0,1 mol

- P₂: X + HNO₃ → NO => Cả Fe và Cu đều phản ứng

Giả sử số mol ở phần 2 gấp k lần phần 1. Gọi số mol Cu phần 1 là a

Bảo toàn electron: 3n_Fe(2) + 2n_Cu(2) = 3n_NO = 3.6,72: 22,4 = 0,9 mol

=> 3.0,1k + 2.ak = 0,9  (*)

Bảo toàn nguyên tố Cu: n_CuSO4  = n_Cu(1) + n_Cu(2) => 0,2 = a + ak => a =0,2k + 1

Thay vào (*) =>0,3k + 2k. 0,2k + 1= 0,9

=> k = 2,097

- Vì Fe dư sau phản ứng nên: n_{Fe pứ} = n_CuSO4 = 0,2 mol

=> n_Fe = n_{Fe pứ} + n_Fe(1) + n_Fe(2) = 0,3 + 0,1k = 0,5097 mol

=> m_Fe = 28,5432g (Gần nhất với giá trị 28,2g)