Cho m gam hỗn hợp X gồm Fe, Fe3O4 và Fe(NO3)2 tan hết trong 320 ml dung dịch KHSO4 1M

n_NO = 0,04 mol
Gọi số mol Fe; Fe₃O₄; Fe(NO₃)₂ lần lượt là a, b, c
Vì sau phản ứng chỉ chứa muối trung hòa nên H⁺ (HSO₄^-) hết theo các quá trình sau:
2H⁺ + O → H₂O
4H⁺ + NO₃^- + 3e → NO + 2H₂O
⇒ 8b + 0,16 = n_H⁺ = 0,32 ⇒ b = 0,02 mol
Trong Y: Bảo tòan nguyên tố: \(n_{NO_{3}} = 2c - n_{NO_{3}}\) _pứ = 2c – 0,04
\(n_{K^+} = n_{SO_{4}} = 0,32 \ mol\)
Gọi \(x, \ y\) lần lượt là số mol Fe²⁺; Fe³⁺ trong Y
Bảo toàn điện tích: \(2n_{Fe^{2+}} + 3n_{Fe^{3+}} + n_{K^+} = n_{NO_{3}}+ 2n_{SO_{4}}\)
\(\Rightarrow 2x + 3y + 0,32 = 2c - 0,04 + 0,32 \times 2\)
\(\Rightarrow 2x + 3y = 2c + 0,28 \ (*)\)
\(n_{NaOH} = 2n_{Fe^{2+}} + 3n_{Fe^{3+}} \Rightarrow 0,44 = 2x + 3y \ (**)\)
Từ \((*),(**) \Rightarrow c = 0,08 \ mol\)
\(m_{Y}= m_{NO_{3}}+ m_{K} + m_{Fe^{2+}} +m_{Fe^{3+}} + m_{SO_{4}}\)
\(\Rightarrow 59,04 = 62 \times (0,02 - c) + 0,32 \times 39 + 0,32 \times 96 + 56x + 56y\)
\(\Rightarrow x + y = 0,15 mol \ (***) = n_{Fe^{2+}}+ n_{Fe^{3+}}\)
Bảo toàn Fe: a + 3b + c = 0,15 mol
⇒ a = 0,01 mol
\(\Rightarrow m_{X}= m_{Fe} + m_{Fe_{3}O_{4}} + m_{Fe(NO_{3})_{2}} = 19,6 \ g\)
\(\Rightarrow \%m_{Fe(X)} = 2,86 \ \%\)