Cho 30,1 gam hỗn hợp X gồm Cu và Fe₃O₄ tác dụng với dung dịch HNO₃ loãng, đun nóng và khuấy đều. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 1,68 lít NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc), 0,7 gam kim loại và dung dịch Y chứa m gam muối. Tính m.

Đáp án A

Phương pháp giải:

Do sau phản ứng kim loại còn dư nên tạo muối Fe²⁺.

Quy đổi hỗn hợp ban đầu thành: Cu⁰, Fe⁰, O⁰.

$X\left\{\begin{array}{l}C{u}_{pu}:a\\ F\text{e}:b\\ O:c\end{array}\right.+HN{O}_3\to dd.Y\left\{\begin{array}{l}C{u}^{2+}:a\\ F{e}^{2+}:b\\ N{O_3}^{-}\end{array}\right.+NO:0,075+H_{2}O$

+) Từ khối lượng hỗn hợp X ⟹ phương trình (1)

+) Áp dụng bảo toàn e: 2n_{Cu pư} + 2n_Fe = 2n_O + 3n_NO ⟹ phương trình (2)

+) Do công thức oxit là Fe₃O₄ ⟹ n_Fe : n_O = 3 : 4 ⟹ phương trình (3)

Giải hệ phương trình trên được a, b, c.

Từ đó tính được khối lượng muối.

Giải chi tiết:

n_NO = 0,075 mol

Do sau phản ứng kim loại còn dư nên tạo muối Fe²⁺.

Quy đổi hỗn hợp ban đầu thành: Cu⁰, Fe⁰, O⁰.

$X\left\{\begin{array}{l}C{u}_{pu}:a\\ F\text{e}:b\\ O:c\end{array}\right.+HN{O}_3\to dd.Y\left\{\begin{array}{l}C{u}^{2+}:a\\ F{e}^{2+}:b\\ N{O_3}^{-}\end{array}\right.+NO:0,075+H_{2}O$

+) m_X = 64a + 56b + 16c = 30,1 - 0,7 (1)

+) Áp dụng bảo toàn e: 2n_{Cu pư} + 2n_Fe = 2n_O + 3n_NO ⟹ 2a + 2b = 2c + 3.0,075 (2)

+) Do công thức Fe₃O₄ ⟹ n_Fe : n_O = 3 : 4 ⟹ b : c = 3 : 4 (3)

Giải hệ (1) (2) (3) được: a = 0,1875; b = 0,225; c = 0,3.

Muối gồm: Cu(NO₃)₂ (0,1875 mol); Fe(NO₃)₂ (0,225 mol).

⟹ m_muối = 75,75 gam.