Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp X chứa Fe₃O₄ và FeS₂ trong 63 gam dung dịch HNO₃, thu được 0,07 mol NO₂ duy nhất (ở đktc). Dung dịch thu được tác dụng vừa đủ với 200 ml dung dịch NaOH 2M, lọc kết tủa rồi đem nung đến khối lượng không đổi thì thu được 9,76 gam chất rắn. Nồng độ phần trăm của dung dịch HNO₃ ban đầu là

Đáp án C

$n_{N{O}_2}=0,07mol$; $n_{NaOH}=0,4mol$; $n_{F{e}_2{O}_3}=0,061mol$

Ta có quá trình: $\left\{\begin{array}{l}F{e}_3{O}_4\\ Fe{S}_2\end{array}\right.\underset{}{\overset{HN{O}_3}{\to }}〈\begin{array}{l}Dd\underset{}{\overset{\underset{0,4mol}{\underbrace{NaOH}}}{\to }}Fe{\left(OH\right)}_3\underset{}{\overset{t°}{\to }}\underset{0,061mol}{\underbrace{F{e}_2{O}_3}}\\ \underset{0,07mol}{\underbrace{N{O}_2}}\end{array}$

Bảo toàn nguyên tố Fe: $n_{Fe{\left(OH\right)}_3}=2n_{F{e}_2{O}_3}=0,122mol$

Nhận xét: $n_{NaOHphaûnöùngvôùiF{e}^{3+}}=3n_{Fe{\left(OH\right)}_3}=3.0,122=0,366mol<n_{NaOHduøng}=0,4mol$

→ Dung dịch sau phản ứng có H⁺: $n_{H^{+}}=0,4-0,366=0,034mol$

Gọi số mol Fe₃O₄ và FeS₂ trong X lần lượt là x và y mol.

Quá trình cho nhận electron trong phản ứng của X với dung dịch HNO₃:

                   $3F{e}^{+8/3}\to 3F{e}^{+3}+1e$            $N^{+5}+1e\to N^{+4}$

                   $Fe{S}_2\to F{e}^{3+}+2S^{+6}+15e$

Bảo toàn electron: $x+15y=0,07$      (*)

Bảo toàn nguyên tố Fe: $3n_{F{e}_3{O}_4}+n_{Fe{S}_2}=2nF{e}_2{O}_3\to 3x+y=0,122$          (**)

Từ (*) và (**) suy ra: $x=0,04$; $y=0,002$

Dung dịch Y sau phản ứng gồm Fe³⁺ (0,122 mol); $S{O}_4^{2-}$ (0,004 mol); H⁺ (0,034 mol) và $N{O}_3^{-}$.

Bảo toàn điện tích trong dung dịch Y: $n_{N{O}_3^{-}}=0,122.3+0,034-0,004.2=0,392mol$

$\to \sum n_{HN{O}_3}=n_{N{O}_3^{-}}+n_{N{O}_2}=0,392+0,07=0,462mol$

Nồng độ phần trăm của dung dịch HNO₃ ban đầu: $C\%=\frac{0,462.63}{63}.100\%=46,2\%$