Hòa tan hết 14,8 gam hỗn hợp Fe và Cu vào 126 gam dung dịch HNO3 48% thu được dung dịch X (không chứa muối amoni ). Cho X phản ứng với 400 ml dung dịch NaOH 1M và KOH 0,5M thu được kết tủa Y và dung dịch Z. Nung Y trong không khí đến khối lượng không đổi thu được 20 gam CuO và Fe2O3. Cô cạn dung dịch Z, thu được chất rắn khan T. Nung T trong không khí đến khối lượng không đổi thu được 42,86 gam hỗn hợp chất rắn. Nồng độ phần trăm của FeNO33 trong X có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây ?

Đáp án B

nHNO3 =  0,96 mol và nNaOH = 0,4 mol, nKOH = 0,2

đặt nFe = x mol và nCu  = y mol

Bảo toàn nguyên tố có nFe2O3 = ½ . nFe = ½ .x

                                    nCuO = nCu = y

Ta có hệ phương trình sau 56x + 64 y = 14,8 gam và 80x + 80y = 20

→ x = 0,15 mol và y = 0,1 mol

Nếu dung dịch Z chỉ chứa 2 muối NaNO3 và KNO3 thì khi đun nóng thu được KNO2 và NaNO2

Bảo toàn nguyên tố có nNaNO2 = nNaOH  = 0,4 và nKOH = 0,2 = nKNO2

→ mrắn  = 0,4.69 +0,2. 85 = 44,6 gam > 42,86 nên Z còn chứa cả NaOH và KOH

Z chứa : Na+ : 0,4 mol; K+ : 0,2 mol; OH- : a mol và NO3- : b mol

Bảo toàn điện tích có 0,4 + 0,2 = a + b (*)

Đun nóng Z có 0,4 mol Na ; K+ : 0,2 mol; OH- : a mol và NO2- : b mol

→ 17a + 46b + 0,2.39 + 0,4.23 = 42,86 (**)

Từ (*) và (**) → a = 0,06 và b = 0,54

→ dd X chứa Fe2+: c mol; Fe3+: d mol và Cu2+: 0,1 mol; NO3- : 0,54 mol (cùng bằng lượng NO3- trong Z)

Bảo toàn điện tích có 2c + 3d + 0,1.2 = 0,54 (***)

Bảo toàn Fe có c + d =0,15 (****)

Từ (***) và (****) → c = 0,11 và d =0,04 mol

Bảo toàn nguyên tố có nN (sp khử)  = nHNO3 – nNO3(Y) = 0,96 – 0,54 =0,42 mol

Quy đổi khí sản phẩm khử là N : 0,42 mol và O : e mol

Bảo toàn e có 2nFe(2+)  + 3nFe(3+) + 2nCu(2+) -2nO = 5nN

→ 5.0,42 = 2.0,11 +3.0,04 + 0,1.2 +2e

→ e = 0,78 mol

Bảo toàn khối lượng mdd X =mKL +mHNO3 – mN – mO

                                           = 14,8 + 126 – 0,42.14 – 0,78.16 =122,44 g

Nồng độ % của FeNO33 là := 7,9%