Cho 30,1 gam hỗn hợp X gồm Cu và Fe3O4 tác dụng với dung dịch HNO3 loãng, đun nóng và khuấy đều.

* Hướng dẫn giải

Đáp án A

Phương pháp giải:

Do sau phản ứng kim loại còn dư nên tạo muối Fe²⁺.

Quy đổi hỗn hợp ban đầu thành: Cu⁰, Fe⁰, O⁰.

$\mathrm{X}\left\{\begin{array}{l}{\mathrm{Cu}}_{\mathrm{pu}}: \mathrm{a}\\ \mathrm{Fe}: \mathrm{b}\\ \mathrm{O}: \mathrm{c}\end{array}\right.+ {\mathrm{HNO}}_3\to \mathrm{dd}.\mathrm{Y}\left\{\begin{array}{l}{\mathrm{Cu}}^{2+}: \mathrm{a}\\ {\mathrm{Fe}}^{2+}: \mathrm{b}+\mathrm{NO}:0,075+{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\\ {{\mathrm{NO}}_3}^{-}\end{array}\right.$

+) Từ khối lượng hỗn hợp X ⟹ phương trình (1)

+) Áp dụng bảo toàn e: 2n_{Cu pư} + 2n_Fe = 2n_O + 3n_NO ⟹ phương trình (2)

+) Do công thức oxit là Fe₃O₄ ⟹ n_Fe : n_O = 3 : 4 ⟹ phương trình (3)

Giải hệ phương trình trên được a, b, c.

Từ đó tính được khối lượng muối.

Giải chi tiết:

n_NO = 0,075 mol

Do sau phản ứng kim loại còn dư nên tạo muối Fe²⁺.

Quy đổi hỗn hợp ban đầu thành: Cu⁰, Fe⁰, O⁰.

$\mathrm{X}\left\{\begin{array}{l}{\mathrm{Cu}}_{\mathrm{pu}}: \mathrm{a}\\ \mathrm{Fe}: \mathrm{b}\\ \mathrm{O}: \mathrm{c}\end{array}\right.+ {\mathrm{HNO}}_3\to \mathrm{dd}.\mathrm{Y}\left\{\begin{array}{l}{\mathrm{Cu}}^{2+}: \mathrm{a}\\ {\mathrm{Fe}}^{2+}: \mathrm{b}+\mathrm{NO}:0,075+{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\\ {{\mathrm{NO}}_3}^{-}\end{array}\right.$

+) m_X = 64a + 56b + 16c = 30,1 - 0,7 (1)

+) Áp dụng bảo toàn e: 2n_{Cu pư} + 2n_Fe = 2n_O + 3n_NO ⟹ 2a + 2b = 2c + 3.0,075 (2)

+) Do công thức Fe₃O₄ ⟹ n_Fe : n_O = 3 : 4 ⟹ b : c = 3 : 4 (3)

Giải hệ (1) (2) (3) được: a = 0,1875; b = 0,225; c = 0,3.

Muối gồm: Cu(NO₃)₂ (0,1875 mol); Fe(NO₃)₂ (0,225 mol).

⟹ m_muối = 75,75 gam.