Hòa tan hết `m` gam hỗn hợp rắn A gồm `Mg`, `Cu(NO_3)_2`, `Fe`, `FeCO_3` bằng dung dịch chứa `H_2SO_4` và `0,054` mol `NaNO3`, thu được dung dịch `B` chỉ chứa `75,126` gam các muối (không có ion `Fe^{3+}`) và thấy thoát ra `7,296` gam hỗn hợp khí `X` gồm `N_2`, `N_2O`, `NO`, `H_2`, `CO_2` (Trong `X` có chứa `0,024` mol `H_2`). Cho dung dịch `NaOH` `1M` vào dung dịch `B` đến khi thu được lượng kết tủa lớn nhất là `38,064` gam thì dùng hết `1038` `ml` dung dịch `NaOH`. Mặt khác, cho `BaCl_2` vào dung dịch B vừa đủ để kết tủa hết `SO_4^{2-}`, sau đó cho tiếp dung dịch `AgNO_3` dư vào thì thu được `307,248` gam kết tủa. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Tính phần trăm khối lượng của kim loại `Fe` có trong hỗn hợp `A`.

Đáp án:

Giải thích các bước giải:

`n_(NaOH) = 1 . 1,038 = 1,038 ( ol )`

`-` Thí nghiệm `2 :`

Gọi `n_(Mg^(2+)) = x ; n_(Cu^(2+)) = y ; n_(Fe^(2+)) = z ; n_(NH_4^+) = t  ( mol ) ( x , y , z  > 0 ; t>=0 )`

Bảo toàn `Na : n_(Na^+) = 0,054 + 1,038 = 1,092 ( mol )`

Bảo toàn điện tích `: n_(SO_4^(2-)) = (1,092)/2 = 0,546 ( mol )`

`-` Thí nghiệm `1 + 2 :`

Bảo toàn `Na : n_(Na^(+)(B)) = 0,054 ( mol )`

Bảo toàn điện tích trong dung dịch `B :`

`2x + 2y + 2z + t + 0,054 = 0,546 . 2 -> 2x + 2y + 2z + t = 1,038 (1)`

`m_B = 24x + 64y + 56z + 18t + 0,546 . 96 + 0,054 . 23 = 75,126`

`-> 24x + 64y + 56z + 18t = 21,468 ( 2 )`

$\rm NH_4^{+} + OH^{-} → NH_3↑ + H_2O$

`n_(OH^-)(`pư`) = n_(NH_4^+) = t ( mol )`

`n_(OH^(-)(.)k.tủa↓) = 1,038 - t ( mol )`

`m_(k.tủa↓) = 24x + 64y + 56z + 17( 1,038 - t ) = 38,064`

`-> 24x + 64y + 56z - 17t = 20,418 ( 3 )`

`-` Thí nghiệm `3 :`

Bảo toàn `SO_4^(2-) : n_(BaSO_4) = 0,546 ( mol )`

Bảo toàn `Ba : n_(Cl^-) = 2n_(BaCl_2) = 2n_(BaSO_4) = 1,092 ( mol )`

`-` Thí nghiệm `4 :`

Thấy rằng `:`

`∑m_(k.tủa↓) = m_(BaSO_4) + m_(Cl^-) + m_(Ag(.)AgNO_3)`

`-> n_(AgNO_3) = 1,308 ( mol )`

`-> n_(NO_3^-) = 1,308 ( mol )`

Bảo toàn điện tích `: 2x + 2y + 3z + t = 1,254 ( 4 )`

`(1);(2);(3);(4) -> x = 0,24 ; y = 0,048 ; z = 0,216 ; t = 0,03 ( mol )`

`-` Thí nghiệm `1 :`

Bảo toàn `SO_4^(2-) : n_(H_2SO_4) = 0,546 ( mol )`

Bảo toàn `H : 0,546 . 2 = 0,024 . 2 + 2n_(H_2O) + 4 . 0,03`

`-> n_(H_2O) = 0,462 ( mol )`

Gọi `n_(Fe) = a ; n_(FeCO_3) = b ( mol )`

Bảo toàn `Mg : n_(Mg) = n_(Mg^(2+)) = 0,24 ( mol )`

Bảo toàn `Cu : n_(Cu(NO_3)_2) = 0,048 ( mol )`

Bảo toàn khối lượng `: m = 32,64 ( g )`

`->56a + 116b = m - 0,24 . 24 - 188 . 0,048 = 17,856 ( I )`

Bảo toàn `Fe : a + b =  0,216 ( II )`

`(I);(II) -> a = 0,12 ; b = 0,096 ( mol )`

`%Fe = ( 0,12 . 56)/(32,64) . 100% ≈ 20,59%`

Bạn xem hình