Đáp án đúng: A
Phương pháp giải:
Do dd Y tác dụng Cu sinh ra khí NO ⟹ dd Y còn chứa H+ và NO3- ⟹ tạo Fe3+.Quá trình 1: \(295t\left( g \right)X + HN{O_3}:0,5 \to dd\,Y\left\{ \begin{array}{l}F{{\rm{e}}^{3 + }}\\{H^ + }\\NO_3^ - \\SO_4^{2 - }\end{array} \right. + 137,25t\left( g \right)Z\left\{ \begin{array}{l}C{O_2}\\NO\\N{O_2}\end{array} \right. + {H_2}O\)Quá trình 2: \(Y\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{F{{\rm{e}}^{3 + }}}\\{{H^ + }}\\{NO_3^ - }\\{SO_4^{2 - }}\end{array}} \right. + Cu:0,7875 \to G\left\{ \begin{array}{l}F{{\rm{e}}^{2 + }}\\C{u^{2 + }}\\N{O_3}^ - du\\SO_4^{2 - }\end{array} \right. + NO + {H_2}O\)Quá trình 3: \(Y + Ba{(OH)_2}:0,2175 \to 22,6\left( g \right) \downarrow \)Vận dụng các định luật: bảo toàn nguyên tố, bảo toàn e, bảo toàn khối lượng để tìm số mol các chất trong sơ đồ.Giải chi tiết:Do dd Y tác dụng Cu sinh ra khí NO ⟹ dd Y còn chứa H+ và NO3- ⟹ tạo Fe3+.Quá trình 1: \(295t\left( g \right)X + HN{O_3}:0,5 \to dd\,Y\left\{ \begin{array}{l}F{{\rm{e}}^{3 + }}\\{H^ + }\\NO_3^ - \\SO_4^{2 - }\end{array} \right. + 137,25t\left( g \right)Z\left\{ \begin{array}{l}C{O_2}\\NO\\N{O_2}\end{array} \right. + {H_2}O\)Quá trình 2: \(Y\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{F{{\rm{e}}^{3 + }}}\\{{H^ + }}\\{NO_3^ - }\\{SO_4^{2 - }}\end{array}} \right. + Cu:0,7875 \to G\left\{ \begin{array}{l}F{{\rm{e}}^{2 + }}\\C{u^{2 + }}\\N{O_3}^ - du\\SO_4^{2 - }\end{array} \right. + NO + {H_2}O\)Quá trình 3: \(Y + Ba{(OH)_2}:0,2175 \to 22,6\left( g \right) \downarrow \)*Xét QT2:Đặt nFe3+ = x; nNO pư = y ⟹ nNO3- (pư với Cu) = nNO = y mol và nH+ = 4nNO = 4y mol+) BTe cho quá trình 2:2nCu = nFe3+ + 3nNO ⟹ x + 3y = 0,07875.2+) Khối lượng chất tan trong G nhiều hơn trong Y:mG - mY = mCu - mH+ - mNO3 pư ⟹ 4,545 = 5,04 - 4y - 62y ⟹ y = 0,0075 ⟹ x = 0,135.Suy ra Y chứa: Fe3+ (x = 0,135); H+ (4y = 0,03); NO3- và SO42-.*Xét QT3:Nhận thấy 2nOH‑ = nH+ + 3nFe3+ ⟹ Ba(OH)2 phản ứng tối đa với H+, Fe3+ ⟹ Ba(OH)2 dư so với SO42-.mkết tủa = mFe(OH)3 + mBaSO4 ⟹ nBaSO4 = (22,6 - 0,135.107)/233 = 0,035 mol.Vậy Y chứa: Fe3+ (0,135); H+ (0,03); SO42- (0,035); NO3- (BTĐT ⟹ 0,365).*Xét QT1:BTNT.H: nH2O = (nHNO3 - nH+(Y))/2 = (0,5 - 0,03)/2 = 0,235 mol.Dùng bảo toàn khối lượng phản ứng:mhh X + mHNO3 = mFe3+ + mH+ (Y) + mSO4- (Y) + mNO3- (Y) + mkhí Z + mH2O ⟹ t = 0,04⟹ mhh X = 295t = 11,8 gam mO = 11,8. 24,407% = 2,88 gam mkhí Z = 137,25t = 5,49 gamHỗn hợp X chứa Fe (0,135 mol); S (0,035 mol); O (0,18 mol); CmC = mhh - (mFe + mS + mO) = 0,24 gam ⟹ nC = 0,02 mol = nCO2⟹ %mCO2 = 16,03%.