Hòa tan hoàn toàn 11,6 gam hỗn hợp A gồm Fe và Cu vào 87,5 gam dung dịch HNO₃ 50,4%, sau khi kim loại tan hết thu được dung dịch X và hỗn hợp khí B. Cho 500ml dung dịch KOH 1M vào dung dịch X thu được kết tủa Y và dung dịch Z. Lọc lấy Y rồi nung trong không khí đến khối lượng không đổi thu được 16,0 gam chất rắn. Cô cạn dung dịch Z được chất rắn T. Nung T đến khối lượng không đổi thu được 41,05 gam chất rắn. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Nồng độ phần trăm của Cu(NO₃)₂ trong dung dịch X gần nhất với giá trị nào sau đây?

Chọn đáp án C

Giả sử KOH tác dụng với X thì KOH hết $\Rightarrow {\mathrm{n}}_{{\mathrm{KNO}}_3}={\mathrm{n}}_{\mathrm{KOH}}=0,5$ mol.

$\Rightarrow {\mathrm{m}}_{{\mathrm{KNO}}_3}=0,5\mathrm{x}101=50,5 \mathrm{gam}$ gam > 41,05 gam ⇒ vô lí ⇒ KOH dư.

Đặt ${\mathrm{n}}_{\mathrm{KOH} \mathrm{dư}}=$ x mol; ${\mathrm{n}}_{{\mathrm{KNO}}_3}=$ y mol

Phản ứng:

Giải hệ có: x = 0,05 mol; y = 0,45 mol

Đặt ${\mathrm{n}}_{\mathrm{Fe}}=\mathrm{a}$ mol; ${\mathrm{n}}_{\mathrm{Cu}}=$b mol $\Rightarrow {\mathrm{m}}_{\mathrm{A}} =56\mathrm{a}+64\mathrm{b} =11,6$ gam.

Do KOH dư ⇒ kết tủa hết ion kim loại ⇒ nung T thì rắn gồm Fe₂O₃ và CuO.

⇒ m_rắn = 41,05 = 0,5a × 160 + 80b. Giải hệ có: a = 0,15 mol; b = 0,05 mol.

Quy hỗn hợp B về N và O. Bảo toàn nguyên tố nitơ có n_{N spk} = 0,7 – 0,45 = 0,25 mol.

 $\Rightarrow$dung dịch chứa ion Fe²⁺, Fe³⁺ và H⁺ hết.!

Bảo toàn nguyên tố hidro có ${\mathrm{n}}_{{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}}=0,7÷2=0,35$ mol.

⇒ bảo toàn nguyên tố oxi có n_{O sk} = 0,7 × 3 – 0,45 × 3 – 0,35 = 0,4 mol.

⇒ BTKL m_{dung dịch sau phản ứng} = 11,6 + 87,5 – 0,25 × 14 – 0,4 × 16 = 89,2 gam.