Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp X chứa Fe3O4 và FeS2 trong 63 gam

* Hướng dẫn giải

Đáp án C

${\mathrm{n}}_{{\mathrm{NO}}_2}=0,07\mathrm{mol}$; ${\text{n}}_{\mathrm{NaOH}}=0,4\mathrm{\hspace{0.17em}}\mathrm{mol}$; ${\mathrm{n}}_{{\mathrm{Fe}}_2{\mathrm{O}}_3}=0,061\mathrm{mol}$

Ta có quá trình: $\left\{\begin{array}{l}{\mathrm{Fe}}_3{\mathrm{O}}_4\\ {\mathrm{FeS}}_2\end{array}\right.\underset{}{\overset{{\mathrm{HNO}}_3}{\to }}$$〈\begin{array}{l}\mathrm{Dd}\underset{}{\overset{\underset{0,4\mathrm{mol}}{\underbrace{\mathrm{NaOH}}}}{\to }}\mathrm{Fe}{\left(\mathrm{OH}\right)}_3\underset{}{\overset{\mathrm{t}°}{\to }}\underset{0,061\mathrm{mol}}{\underbrace{{\mathrm{Fe}}_2{\mathrm{O}}_3}}\\ \underset{0,07\mathrm{mol}}{\underbrace{{\mathrm{NO}}_2}}\end{array}$

Bảo toàn nguyên tố Fe: ${\mathrm{n}}_{\mathrm{Fe}{\left(\mathrm{OH}\right)}_3}=2{\mathrm{n}}_{{\mathrm{Fe}}_2{\mathrm{O}}_3}=0,122\mathrm{mol}$

Nhận xét: ${\mathrm{n}}_{\mathrm{NaOH}\mathrm{phaûn}\mathrm{öùng}\mathrm{vôùi}{\mathrm{Fe}}^{3+}}=3{\mathrm{n}}_{\mathrm{Fe}{\left(\mathrm{OH}\right)}_3}=$$3.0,122=0,366\mathrm{mol}<{\mathrm{n}}_{\mathrm{NaOH}\mathrm{duøng}}$$=0,4\mathrm{mol}$

→ Dung dịch sau phản ứng có ${\mathrm{H}}^{+}$: ${\mathrm{n}}_{{\mathrm{H}}^{+}}=0,4-0,366=0,034\mathrm{mol}$

Gọi số mol ${\mathrm{Fe}}_3{\mathrm{O}}_4$ và ${\mathrm{FeS}}_2$ trong X lần lượt là x và y mol.

Quá trình cho nhận electron trong phản ứng của X với dung dịch ${\mathrm{HNO}}_3$:

$3{\mathrm{Fe}}^{+8/3}\to 3{\mathrm{Fe}}^{+3}+1\mathrm{e}$

${\mathrm{N}}^{+5}+1\mathrm{e}\to {\mathrm{N}}^{+4}$

${\mathrm{FeS}}_2\to {\mathrm{Fe}}^{3+}+2{\mathrm{S}}^{+6}+15\mathrm{e}$

Bảo toàn electron: $\mathrm{x}+15\mathrm{y}=0,07 \left(*\right)$

Bảo toàn nguyên tố Fe: $3{\mathrm{n}}_{{\mathrm{Fe}}_3{\mathrm{O}}_4}+{\mathrm{n}}_{{\mathrm{FeS}}_2}=2{\mathrm{nFe}}_2{\mathrm{O}}_3$$\to 3\mathrm{x}+\mathrm{y}=0,122$

Từ (*) và (**) suy ra: x = 0,04; y = 0,002

Dung dịch Y sau phản ứng gồm ${\mathrm{Fe}}^{3+}$ (0,122 mol); ${\mathrm{SO}}_4^{2-}$ (0,004 mol); ${\mathrm{H}}^{+}$ (0,034 mol) và ${\mathrm{NO}}_3^{-}$.

Bảo toàn điện tích trong dung dịch Y: ${\mathrm{n}}_{{\mathrm{NO}}_3^{-}}=0,122.3+0,034-0,004.2$$=0,392\mathrm{mol}$

$\to \sum {\mathrm{n}}_{{\mathrm{HNO}}_3}={\mathrm{n}}_{{\mathrm{NO}}_3^{-}}+{\mathrm{n}}_{{\mathrm{NO}}_2}=$$0,392+0,07=0,462\mathrm{mol}$

Nồng độ phần trăm của dung dịch ${\mathrm{HNO}}_3$ ban đầu:

$\mathrm{C}\%=\frac{0,462.63}{63}.100\%=46,2\%$