Cho m gam hỗn hợp X gồm Fe, Fe₃O₄ và Fe(NO₃)₂ tan hết trong 320 ml dung dịch KHSO₄ 1M. Sau phản ứng thu được dung dịch Y chứa 59,04g muối trung hòa và 896 ml NO (sản phẩm khử duy nhất của N⁺⁵, ở dktc). Y phản ứng vừa đủ với 0,44 mol NaOH. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Giá trị của m là

Cách 1:

Bảo toàn $H\to n_{H_{2}O}=0,16$

Bảo toàn khối lượng $\to m=19,6$ gam

Đặt a, b, c là số mol $Fe,F{e}_3{O}_4$ và $Fe{\left(N{O}_3\right)}_2$

$\to 56a+232b+180c=19,6\left(1\right)$

$n_{H^{+}}=4n_{NO}+2n_O$ trong oxit nên:

$0,04.4+2.4b=0,32\left(2\right)$

Bảo toàn $N\to n_{N{O}_3^{-}}=2c-0,04$

Bảo toàn điện tích cho dung dịch cuối cùng $\left(N{a}^{+},K^{+},N{O}_3^{-},S{O}_4^{2-}\right):$

$0,44+0,32=2c-0,04+2.0,32\left(3\right)$

$\left(1\right)\left(2\right)\left(3\right):a=0,01;b=0,02;c=0,08$

$\to \%Fe=2,86\%$

Và $\%Fe{\left(N{O}_3\right)}_2=73,47\%$

Cách 2:

Do chỉ thu được muối trung hòa nên:

$\%Fe{\left(N{O}_3\right)}_2=73,47\%$

Bảo toàn khối lượng tính được $m_X=19,6$ gam.

$n_{H^{+}}=4n_{NO}+n_O\to n_O=0,08$

$\to n_{F{e}_3{O}_4}=\frac{n_O}{4}=0,02$

Phần dung dịch muối sau phản ứng chứa $F{e}^{2+}\left(a\right),F{e}^{3+}\left(b\right),K^{+}\left(0,32\right),S{O}_4^{2-}\left(0,32\right)$ và $N{O}_3^{-}\left(c\right)$

- Bảo toàn điện tích $\to 2a+3b+0,32=0,32.2+c$

- m muối $=56\left(a+b\right)+39.0,32+96.0,32+62c=59,04$

- $n_{NaOH}=2a+3b=0,44$

Giải hệ: $a=0,01;b=0,14;c=0,12$

Bảo toàn N:

$n_{N{O}_3^{-}}$ ban đầu $=c+n_{NO}=0,16$

$\to n_{Fe{\left(N{O}_3\right)}_2}=0,08\left(\to \%Fe{\left(N{O}_3\right)}_2=73,47\%\right)$

$m_{Fe}=m_X-m_{Fe{\left(N{O}_3\right)}_2}-m_{F{e}_3{O}_4}=0,56$

$\to \%Fe=2,86\%$.