Đáp án đúng: A
Phương pháp giải:
Sử dụng phương pháp bảo toàn electron và bảo toàn điện tích ⟹ số mol các ion trong Y.
Gọi số mol Fe, Fe3O4, FeCO3 và Fe(NO3)2 trong X lần lượt là x, y, z và t.
Lập hệ phương trình 4 ẩn dựa vào các khối lượng và số mol đã biết ⟹ x, y, z, t.
⟹ %mFe = mFe.100%/mXGiải chi tiết:\(X\left\{ \begin{array}{l}Fe\\F{e_3}{O_4}\\FeC{O_3}\\Fe{(N{O_3})_2}\end{array} \right\} + \left\{ \begin{array}{l}NaHS{O_4}\\HN{O_3}(0,16)\end{array} \right\} \to Z\left\{ \begin{array}{l}C{O_2}\\NO\end{array} \right\} + {H_2}O + Y\left\{ \begin{array}{l}F{e^{3 + }}\\N{a^ + }\\{H^ + }\\SO_4^{2 - }\\NO_3^ - \end{array} \right\}\left| \begin{array}{l} + Cu(0,135) \to NO(0,03)\\ + Ba{(OH)_2} \to \downarrow (154,4g)\left\{ \begin{array}{l}Fe{(OH)_3}\\BaS{O_4}\end{array} \right.\end{array} \right.\)
* Xét Cu + Y
3Cu + 8H+ + 2NO3- ⟶ 3Cu2+ + 2NO ↑ + 4H2O
0,045 0,12 0,03 ⟵ 0,03 (mol)
Cu + 2Fe3+ ⟶ Cu2+ + 2Fe2+
0,09 ⟶ 0,18 (mol)
Theo PTHH ⟹ nFe3+ = 0,18 mol ; nH+ = 0,12 mol (trong Y).
Lại có: mkết tủa = mFe(OH)3 + mBaSO4 ⟹ mBaSO4 = 135,14 g ⟹ nSO42- = nBaSO4 = 0,58 = nNa+ (trong Y).
Áp dụng bảo toàn điện tích trong Y ⟹ nNO3- = 0,18.3 + 0,58 + 0,12 – 0,58.2 = 0,08 mol.
* Gọi số mol Fe, Fe3O4, FeCO3 và Fe(NO3)2 trong X lần lượt là x, y, z và t
⟹ mX = 56x + 232y + 116z + 180t = 15 (1)
BTNT C ⟹ nCO2 = nFeCO3 = z (mol) ⟹ nNO = 4z (mol).
* Xét X + NaHSO4 và HNO3 ⟶ Fe3+ + NO + sp khác.
Áp dụng BTe ⟹ 3x + y + z + t = 3.4z (2)
BTNT Fe ⟹ x + 3y + z + t = 0,18 (3)
BTNT N ⟹ 2t + 0,16 = 4z + 0,08 (4)
Từ (1) (2) (3) (4) ⟹ x = 0,1 ; y = 0,01 ; z = 0,03 ; t = 0,02.
Vậy %mFe = mFe.100%/mX = 5,6.100%/15 = 37,33%.
