Hỗn hợp gồm Fe3O4, Mg và FeCO3. Hòa tan hết 43,20 gam X trong m gam dung dịch chứa HCl 10% và 0,14 mol HNO3, thu được (m + 35,84) gam dung dịch Y và hỗn hợp khí Z (gồm CO2; 4a mol NO và a mol N2) có tỉ khối so với He bằng 9,2. Cho dung dịch AgNO3 đến dư vào dung dịch Y, thu được dung dịch A, 271,12 gam kết tủa và 0,025 mol khí NO (NO là sản phẩm khử duy nhất của N+5). Nồng độ phần trăm của muối Fe(II) trong dung dịch Y là

Bước 1: Tính số mol các khí trong Z

Z gồm CO₂: b mol; N₂: a mol và NO: 4a mol

m_Z= 43,2-35,84 = 7,36 gam hay n_Z = 7,36: 36,8 = 0,2 mol

n_Z = 5a + b = 0,2 và m_Z = 148a + 44b = 7,36 nên a =0,02 và b = 0,1 mol

Bước 2: Tính số mol các chất trong X

Fe₃O₄

Mg      + HCl  + HNO₃ →  H₂O + (CO₂ + NO + N₂) + dd Y(Mg²⁺, Fe²⁺, Fe³⁺, NH₄⁺, H⁺, Cl^- (1)

FeCO₃                 0,14          0,1               0,08               0,02                          

Ag⁺ + Cl^- → AgCl  (2)

3Fe²⁺ + 4H⁺ +  NO₃^- → 3Fe³⁺ + NO  + H₂O (3)

Ag⁺ + Fe²⁺ →  Fe³⁺  + Ag (4)

Từ (1): Bảo toàn C: FeCO₃: 0,1 mol

Bảo toàn N: NH₄⁺: 0,02 mol

X gồm Fe₃O₄: a mol; Mg: b mol và FeCO₃: 0,1 mol nên 232a + 24b = 43,2 -0,1.116 = 31,6 (I)

Từ (3) thì n_H⁺ _{trong Y} = 0,025.4 = 0,1 mol

 Y gồm:

 Mg²⁺: b mol; NH₄⁺: 0,02 mol; H⁺: 0,1 mol; Fe²⁺: c mol; Fe³⁺: (3a+ 0,1-c) mol và Cl^-: 9a+2b-c+ 0,42 mol  (bảo toàn điện tích)

Nhiệm vụ H⁺: n_HCl + n_HNO3 = 8n_Fe3O4 + 2n_CO2 + 4n_NO + 12n_N2 + 10n_NH4+ + n_H⁺ _{trong Y}

                                    n_HCl = 8a + 0,2 + 0,32 + 0,24 + 0,2 + 0,1 -0,14 = 8a + 0,92

Bảo toàn Cl: n_HCl = n_{Cl- trong Y}  nên 8a + 0,92 = 9a + 2b - c + 0,42 hay a + 2b - c = 0,5 (II)

Từ (1), (2) và (3) thì kết tủa gồm: AgCl: (8a + 0,92) mol

                                                         Ag:  (c- 0,075) mol

                          143,5 (8a + 0,92) + 108 (c-0,075) = 271,12

                               1148a + 108c = 147,2 (III)

Từ (I), (II) và (III) thi a = 0,1        b= 0,35            c= 0,3

Bước 3: Tính C%

n_HCl =8a + 0,92 = 1,72 mol nên   m_{dd axit}  = 1,72.36,5: 10.100 = 627,8 gam

Bảo toàn khối lượng: m_{dd Y} = 43,2 + 627,8 – 7,36 = 663,64 gam

C_%FeCl2 = 0,3.127: 663,64.100 = 5,74%