Hòa tan hoàn toàn 13,12 gam hỗn hợp Cu, Fe và Fe2O3 trong 240 gam dung dịch HNO3 7,35%

B₁: Tính được số mol NO theo bảo toàn khối lượng và bảo toàn nguyên tố

Có: \({n_{HN{O_3}}} = 0,28mol;{n_{{H_2}S{O_4}}} = 0,15mol\) 

Gọi số mol Cu; Fe; Fe₂O₃ lần lượt là x; y; z

\(\Rightarrow 64x + 56y + 160z = 13,12{g^{\left( 1 \right)}}\) 

Nung kết tủa thu được chất rắn gồm : 0,16 mol BaSO₄ ; x mol CuO và \(\left( {0,5y + z} \right)\)mol Fe₂O₃

\(\Rightarrow {m_{{\rm{ ran}}}} = 0,15.233 + 80x + 160\left( {0,5y + z} \right) = 50,95\) 

\(\Rightarrow x + y + 2z = 0,2mo{l^{\left( 2 \right)}}\) 

Khi hỗn hợp ban đầu phản ứng với axit thì :

Bảo toàn H :\({n_{{H_2}O}} = {1 \mathord{\left/ {\vphantom {1 2}} \right. \kern-\nulldelimiterspace} 2}{n_{{H^ + }}} = 0,29mol\) 

Bảo toàn khối lượng :\({m_{hh{\rm{ ban dau}}}} + {m_{axit}} = {m_{{\rm{ muoi}}}} + {m_{NO}} + {m_{{H_2}O}}\) ⇒ \(\Rightarrow {n_{NO}} = 0,1mol\) 

B₂ : Tính số mol từng chất trong hỗn hợp đầu

Bảo toàn N :\({n_{N{O_3}^ - {\rm{ muoi}}}} = {n_{HN{O_3}}} - {n_{NO}} = 0,18mol\) 

Vậy muối gồm : x mol Cu²⁺ ; (y+2z) mol Feⁿ⁺ ; 0,18 mol NO₃^- ; 0,15 mol SO₄^2- 

\(\Rightarrow 37,24 = 64x + 56\left( {y + 2z} \right) + 63.0,18 + 96.0,15\) 

\(\Rightarrow 64x + 56y + 112z = 11.5{g^{\left( 3 \right)}}\) 

Từ (1), (2), (3) ⇒ \(x = 0,0375;y = 0,095;z = 0,03375mol\) 

B₃ : Tính số mol Fe³⁺ trong dung dịch X và từ đó tính ra m.

Giả sử trong muối x có a mol Fe²⁺ và b mol Fe³⁺

Bảo toàn nguyên tố Fe: \(a + b = y + 2z = 0,1624mo{l^{(*)}}\) 

Bảo toàn điện tích: \(2{n_{C{u^{2 + }}}} + 2{n_{F{e^{2 + }}}} + 3{n_{F{e^{3 + }}}} = {n_{N{O_3}^ - }} + 2{n_{S{O_4}^{2 - }}}\) 

\(\Rightarrow 2.0,0375 + 2a + 3b = 0,18 + 2.0,{15^{\left( {**} \right)}}\) 

Từ (*) và (**) \(\Rightarrow a = 0,0825;b = 0,08mol\) 

Vậy trong dung dịch X chỉ có Fe³⁺ là có khả năng hòa tan Cu

\(Cu + 2F{e^{3 + }} \to C{u^{2 + }} + 2F{e^{2 + }}\) ⇒ m = 2,56 gam