Hòa tan hoàn toàn 8,52 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe₃O₄ và Fe₂O₃ trong 330 ml dung dịch HCl 1M dư thu được dung dịch A và 0,84 lít H₂ (đktc). Cho dung dịch AgNO₃ dư vào A thấy thoát ra 0,168 lít NO (đktc, sản phẩm khử duy nhất) và tạo thành m gam kết tủa. Giá trị của m là:

Đáp án C

Phương pháp giải:

Do cho thêm AgNO₃ dư vào A thấy có khí NO thoát ra ⟹ A có chứa H⁺ còn dư.

Ta có: n_H⁺_{dư (dd A)} = 4.n_NO (theo công thức tính nhanh).

Tóm tắt sơ đồ: $\left\{\begin{array}{l}\mathrm{Fe}\\ \mathrm{O}\end{array}\right.+\mathrm{HCl}\to \left\{\begin{array}{l}\mathrm{dd}.\mathrm{A}\left\{\begin{array}{l}{\mathrm{Fe}}^{2+}\\ {\mathrm{Fe}}^{3+}\\ {{\mathrm{H}}^{+}}_{\mathrm{du}}\\ {\mathrm{Cl}}^{-}\end{array}\stackrel{+{\mathrm{AgNO}}_3}{\to }\left\{\begin{array}{l}{\mathrm{Fe}}^{3+}\\ {{\mathrm{NO}}_3}^{-}\end{array}+\right.\left\{\begin{array}{l}\mathrm{Ag}\\ \mathrm{AgCl}\end{array}+\mathrm{NO}\right.\right.\\ {\mathrm{H}}_2\\ {\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\end{array}\right.$

+) Xét quá trình HCl + hh ban đầu:

BTNT "H" ⟹ n_H2O = (n_H⁺_bđ - n_H⁺_{(dd A)} - 2n_H2)/2

BTNT "O" ⟹ n_{O (hh đầu)} = n_H2O ⟹ n_{Fe (hh đầu)} ⟹ phương trình (1)

Bảo toàn điện tích dd A ⟹ phương trình (2)

Giải hệ (1) và (2) được giá trị của x, y.

+) Bảo toàn e cho quá trình dd A + AgNO₃ dư: n_Fe²⁺ = n_Ag + 3n_NO ⟹ n_Ag

+) Chất rắn thu được chứa AgCl và Ag ⟹ giá trị của m.

Giải chi tiết:

Do cho thêm AgNO₃ dư vào A thấy có khí NO thoát ra ⟹ A có chứa H⁺ còn dư.

Ta có: n_H⁺_{dư (dd A)} = 4.n_NO = 4.0,0075 = 0,03 mol (công thức tính nhanh).

Tóm tắt sơ đồ: $8,52\left(\mathrm{g}\right)\left\{\begin{array}{l}\mathrm{Fe}\\ \mathrm{O}\end{array}\right.+\mathrm{HCl}:\hspace{0.17em}0,33\to \left\{\begin{array}{l}\mathrm{dd}.\mathrm{A}\left\{\begin{array}{l}{\mathrm{Fe}}^{2+}: \mathrm{x}\\ {\mathrm{Fe}}^{3+}:\mathrm{y}\\ {{\mathrm{H}}^{+}}_{\mathrm{du}}: 0,03\\ {\mathrm{Cl}}^{-}: 0,33\end{array}\stackrel{+{\mathrm{AgNO}}_3}{\to }\left\{\begin{array}{l}{\mathrm{Fe}}^{3+}\\ {{\mathrm{NO}}_3}^{-}\end{array}+\right.\left\{\begin{array}{l}\mathrm{Ag}\\ \mathrm{AgCl}: 0,33\end{array}+\mathrm{NO}: 0,0075\right.\right.\\ {\mathrm{H}}_2: 0,0375\\ {\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\end{array}\right.$

+) Xét quá trình HCl + hh ban đầu:

BTNT "H" ⟹ n_H2O = (n_H⁺_bđ - n_H⁺_{(dd A)} - 2n_H2)/2 = 0,1125 mol

BTNT "O" ⟹ n_{O (hh đầu)} = n_H2O = 0,1125 mol

⟹ n_{Fe (hh đầu)} = (8,52 - 0,1125.16)/56 = 0,12 mol

⟹ x + y = 0,12 (1)

Mặt khác bảo toàn điện tích dd A: 2x + 3y + 0,03 = 0,33 (2)

Giải hệ (1) và (2) được x = y = 0,06.

+) Bảo toàn e cho quá trình dd A + AgNO₃ dư:

n_Fe²⁺ = n_Ag + 3n_NO ⟹ 0,06 = n_Ag + 3.0,0075 ⟹ n_Ag = 0,0375 mol

+) Chất rắn thu được chứa 0,33 mol AgCl và 0,0375 mol Ag.

⟹ m = 0,33.143,5 + 0,0375.108 = 51,405 gam.