Hòa tan hết 31,12 gam hỗn hợp X gồm Mg, Fe (a mol) , Fe3O4, FeCO3 vào dung dịch hồn hợp chứa H2SO4 và KNO3. Sau phản ứng thu được 4,48 lít hỗn hợp khí Y (đktc) gồm (CO2, NO, NO2, H2) có tỉ khối so với H2 là 14,6 và dung dịch Z chỉ chứa các muối trung hòa với tổng khối lượng là m gam. Cho BaCl2 dư vào Z thấy xuất hiện 140,965 gam kết tủa trắng. Mặt khác, cho NaOH dư (có 54,25g dd NaOH 80% phản ứng) vào Z thấy có 1,085 mol NaOH phản ứng đồng thời xuất hiện 42,9 gam kết tủa và 0,56 lít khí (đktc) thoát ra. Tìm a?

Thu được `H_2` nên `NO_3^{-}` hết, `Fe^{3+}` bị khử thành `Fe^{2+}`

$\begin{cases}\rm Mg:0,15(mol) \\\rm Fe:a(mol)\\\rm Fe_3O_4:b (mol)\\\rm FeCO_3:0,04(mol) \end{cases}\xrightarrow{\rm H_2SO_4 ,KNO_3}\begin{cases} \begin{cases}\rm Mg^{2+}:0,15(mol) \\\rm Fe^{2+}:0,38(mol)\\\rm K^{+}:0,125(mol)\\\rm NH_4^{+}:0,025(mol)\\\rm SO_4^{2-}:0,605(mol)\end{cases}\\\begin{cases} \rm CO_2\\\rm NO\\\rm NO_2\\\rm H_2\end{cases}\end{cases}$ 

$\begin{cases}\rm Mg^{2+}:0,15(mol)\\\rm Fe^{2+}:0,38(mol)\\\rm K^{+}:0,125(mol)\\\rm NH_4^{+}:0,025(mol)\\\rm SO_4^{2-}:0,605(mol)\end{cases}\xrightarrow{\rm NaOH:1,085(mol)}\begin{cases} \begin{cases} \rm Mg(OH)_2\\\rm Fe(OH)_2\\\rm NH_3:0,025(mol)\end{cases}\\\begin{cases} \rm Na^{+}:1,085(mol)\\\rm K^{+}:0,125(mol)\\\rm SO_4^{2-}:0,605(mol)\end{cases}\end{cases}$

` Ba^{2+}+ SO_4^{2-}→ BaSO_4`

`n_{SO_4^{2-}}= n_{BaSO_4}`

`={140,965}/{233}=0,605(mol)`

`n_{NH_4^{+}}= n_{NH_3}`

`={0,56}/{22,4}=0,025(mol)`

Bảo toàn điện tích: 

`n_{Na^{+}}+ n_{K^{+}} = 2n_{SO_4^{2-}}`

`<=> 1,805+ n_{K^{+}} = 2. 0,605`

`→ n_{K^{+}}=0,125(mol)` 

`n_Y={4,48}/{22,4}=0,2(mol)`

`n_{KNO_3}= n_{K^{+}}=0,125(mol)`

`n_{H_2SO_4}= n_{SO_4^{2-}}=0,605(mol)`

`n_{OH^{-}(↓)}=n_{NaOH}-n_{NH_3}`

`=1,085-0,025=1,06(mol)`

`m_{Mg +Fe}= 42,9-1,06. 17`

`=24,88(g)`

`→ 56n_{Fe}+ 24n_{Mg}= 24,88(g)(1)`

Bảo toàn điện tích: 

`2n_{Fe^{2+}} + 2n_{Mg^{2+}}+n_{K^{+}}+n_{NH_4^{+}}= 2n_{SO_4^{2-}}`

`<=> 2n_{Fe}+2n_{Mg}+0,125+0,025= 0,605. 2(2)`

`(1)(2)→n_{Fe}=0,38(mol); n_{Mg}=0,15(mol)`

Bảo toàn `N`: 

`n_{NO+NO_2}= n_{KNO_3}-n_{NH_4^{+}}`

`=0,125-0,025=0,1(mol)` 

Bảo toàn khối lượng: 

`m_X+ m_{H_2SO_4}+m_{KNO_3}`

`= m_{text{muối}} + m_Y + m_{H_2O}`

`<=> 31,12 +0,605. 98+0,125.101`

`=0,125. 39+24,88 +0,025. 18+ 0,605. 96 + 0,2. 14,6. 2+18n_{H_2O}`

`→n_{H_2O}=0,495(mol)`

Bảo toàn `H`: 

`n_{H_2}= n_{H_2SO_4} - 2n_{NH_4^{+}} - n_{H_2O}`

`= 0,605- 0,025. 2 - 0,495=0,06(mol)`

`→ n_{CO_2}= 0,2-0,1-0,06=0,04(mol)`

Bảo toàn `C`:

`n_{FeCO_3}= n_{CO_2}=0,04(mol)` 

`m_X= 56a + 232b +0,04. 161 +0,15. 24=31,12(g)(3)`

`n_{Fe}= a +3b+ 0,04=0,38(mol)(4)`

`(3)(4)→a=0,16(mol); b=0,06(mol)`