Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp X chứa Mg, Fe, 0,05 mol Fe3O4 và 0,05 mol Fe(NO3)2
trong dung dịch chứa HCl; thu được dung dịch chỉ chứa 72,15 gam muối và 6,944 lít hỗn hợp
khí Z (đktc) gồm hai khí trong đó có một khí hóa nâu ngoài không khí. Tổng khối lượng của Z
là 2,86 gam. Giá trị của m là?
A. 32,20 gam. B. 30,96 gam. C. 36,07 gam. D. 38,12 gam.

Đáp án: $A.32,20$ gam

Giải thích các bước giải:

$n_Z=0,31$ mol  

$\Rightarrow {M}_Z=\dfrac{2,86}{0,31}=9,2$ 

Mà hỗn hợp $Z$ có khí $NO$ ($M=90>9,2$) nên khí còn lại có $M<9,2$ 

$\Rightarrow Z$ gồm khí $NO$ ($x$ mol), $H_2$ ($y$ mol) 

$\Rightarrow \begin{cases} x+y=0,31\\ 30x+2y=2,86\end{cases}$ 

$\Rightarrow \begin{cases} x=0,08\\ y=0,23\end{cases}$

Do có $H_2$ bay ra nên muối thu được là muối chloride.

Bảo toàn $N$: 

$n_{NH_4^+}=2n_{Fe(NO_3)_2}-n_{NO}=0,02$ mol 

Bảo toàn $O$:

$n_O=4n_{Fe_3O_4}=0,05.4=0,2$ mol 

$\Rightarrow n_{Cl^-}=n_{H^+}=10n_{NH_4^+}+2n_O+4n_{NO}+2n_{H_2}=10.0,02+2.0,2+4.0,08+2.0,23=1,38$ mol 

$\Rightarrow m_{Mg, Fe\text{trong muối}}=m_{\text{muối}}-m_{Cl^-}-m_{NH_4^+}=72,15-1,38.35,5-0,02.18=22,8$ gam 

Vậy $m=m_{Mg, Fe}+ m_O+m_{NO_3^-}=22,8+0,2.16+0,05.2.62=32,2$ gam

Đáp án: $A$

Giải thích các bước giải:

$n_Z=0.31(mol)$

`->`$M_Z=9.22(g/mol)$

Mà một khí là $NO$ do hóa nâu ngoài không khí.

`=>` Khí còn lại là $H_2.$

`=>` Hết $NO_3^-$ trong đung dịch.

$n_{H_2}=a(mol);n_{NO}=b(mol)$

`->`$\begin{cases} a+b=0.31\\2a+30b=2.86 \end{cases}$

`->`$\begin{cases} a=0.23\\b=0..08 \end{cases}$

Bảo toàn $N:$

$2n_{Fe(NO_3)_2}=n_{NH_4^+}+n_{NO}$

`=>`$n_{NH_4^+}=2 \times 0.05-0.08=0.02(mol)$

$n_{HCl}=2n_{H_2}+4n_{NO}+2 \times 4n_{Fe_3O_4}+10n_{NH_4^+}=1.38(mol)$

Bảo toàn nguyên tố $ H:$

$n_{HCl}=4n_{NH_4^+}+2n_{H_2}+2n_{H_2O}$

`=>`$n_{H_2O}=0.42(mol)$

Bảo toàn khối lượng:

$m+n_{HCl}=m_{muối}+m_Z+m_{H_2O}$

`=>`$m=72.15+2.86+0.42 \times 18-36.5 \times 1.38=32.20(gam)$