Tính m kết tủa thu được khi hòa tan hết 27,2 gam hỗn hợp rắn X gồm Fe3O4, Fe2O3 và Cu trong dung dịch chứa 0,9 mol HCl (dùng dư), thu được dung dịch Y có chứa 13,0 gam FeCl3?

* Hướng dẫn giải

Qui hỗn hợp đầu về: Fe₂O₃; x mol FeO; y mol Cu

X + HCl dư và không có kết tủa sau đó → Cu phản ứng hết

\(2FeC{l_3} + Cu \to 2FeC{l_2} + CuC{l_2}\)

Y gồm 0,08 mol FeCl₃; (x + 2y) mol FeCl₂; y mol CuCl₂; HCl

\( \Rightarrow \left( {0,08.3 + 2x + 2y} \right) < 0,9\)

Hỗn hợp đầu gồm: (0,04 + y) mol Fe₂O₃; x mol FeO; y mol Cu

\( \Rightarrow 27,2 = 160.\left( {0,04 + y} \right) + 72x + 64y\,\,{\,^{\left( 1 \right)}}\)

Khi điện phân:

Catot(-): thứ tự có thể xảy ra

\(\begin{array}{l}
F{e^{3 + }} + 1e \to F{e^{2 + }}\\
C{u^{2 + }} + 2e \to Cu\\
2{H^ + } + 2e \to {H_2}\left( * \right)\\
F{e^{2 + }} + 2e \to Fe
\end{array}\)

Anot(+): \(2C{l^ - } \to C{l_2} + 2e\) 

Vì ngừng điện phân khi catot có khí → dừng trước quá trình (*)

Bảo toàn e: \({n_{C{l_2}}} = \frac{1}{2}\left( {0,08 + 2y} \right) = 0,04 + y\,\left( {mol} \right)\)

→ m_giảm  \( = {m_{Cu}} + {m_{C{l_2}}} = y.64 + \left( {0,04 + y} \right).71 = 13,64g\) \( \Rightarrow y = 0,08\,mol\)

Từ \(\left( 1 \right) \Rightarrow x = 0,04\,mol\)

→ Sau điện phân còn: n_{HCl dư} = 0,1 mol; \({n_{F{\rm{e}}C{l_2}}} = 0,16 + 0,04 + 0,08 = 0,28\,mol\)

\(\begin{array}{l}
3F{{\rm{e}}^{2 + }} + 4{H^ + } + NO_3^ -  \to 3F{{\rm{e}}^{3 + }} + NO + 2{H_2}O\\
0,075\,\,\,\,\,\,0,1\\
F{{\rm{e}}^{2 + }} + A{g^ + } \to F{{\rm{e}}^{3 + }} + Ag\\
A{g^ + } + C{l^ - } \to AgCl
\end{array}\)

→ Kết tủa gồm: 0,205 mol Ag; 0,66 mol AgCl

\( \Rightarrow m = 116,85g\)

→ Đáp án A