Cho m gam Fe tác dụng với khí O2, sau một thời gian thu được 9,6 gam hỗn hợp X gồm Fe3O4, Fe2O3, FeO và Fe. Hòa tan hoàn toàn 9,6 gam X trong 200 ml dung dịch HNO3 3M (dư) đun nóng, thu được dung dịch Y và V lít khí NO (ở đktc, sản phẩm khử duy nhất). Cho 175 ml dung dịch Ba(OH)2 1M vào dung dịch Y, sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 10,7 gam kết tủa. Tính giá trị của V?

Đặt `n_{Fe  bd}=a(mol); n_{O_2  pu}=b(mol)`

`->56a+32b=9,6(1)`

`n_{HNO_3}=0,2.3=0,6(mol); n_{Ba(OH)_2}=0,175(mol)`

`n_{Fe(OH)_3}=(10,7)/(10,7)=0,1(mol)`

`3n_{Fe(OH)_3}=0,3<2n_{Ba(OH)_2}=0,35(mol)`

`->HNO_3` dư

Bảo toàn nguyên tố `Fe:` `n_{Fe  bd}=n_{Fe(OH)_3}=0,1(mol)`

`(1)->b=0,125`

Bảo toàn e cả quá trình: `0,1.3=0,125.4+3n_{NO}`

`->n_{NO}=-(1)/(15)` (Vô lí vậy Ba(OH)_2 chỉ phản ứng hết với HNO_3 dư)

`n_{HNO_3  pu}=0,6-(0,35-0,3)=0,55(mol)`

`n_{O^{2-}}=2n_{O_2}=2b(mol)`

Bpu: `NO_3^{-}+4H^{+}+3e->NO+2H_2O`

`2H^{+}+O^{2-}->H_2O`

`->0,55=4n_{NO}+2n_{O^{2-}}`

`->4n_{NO}+4b=0,55`

`->b+n_{NO}=0,1375(2)`

Bảo toàn e: `3a=4b+3n_{NO}(3)`

`(1),(2), (3)->a=0,15; b=0,0375; n_{NO}=0,1`

`V=0,1.22,4=2,24(l)`

`X:Fe:x(mol);O:y(mol)`

`56x+16y=9,6(1)`

`n_{Fe(OH)_3}={10,7}/{107}=0,1(mol)`

`n_{Ba(OH)_2}=0,175.1=0,175(mol)`

`->n_{HNO_3\ du}=0,175.2-0,1.3=0,05(mol)`

`->n_{HNO_3\ pu}=0,2.3-0,05=0,55(mol)`

Bte: `n_{NO}={3x-2y}/3(mol)`

Bte: `n_{HNO_3\ pu}=2n_O+4n_{NO}`

`->0,55=2y+{4(3x-2y)}/{3}(2)`

`(1)(2)->x=0,15;y=0,075`

`->n_{NO}={3x-2y}/{3}=0,1(mol)`

`->V=0,1.22,4=2,24(L)`