Cho 27,04 gam hỗn hợp rắn X gồm Fe, FeO, Fe₃O₄, Fe₂O₃ và Fe(NO₃)₂ vào dung dịch chứa 0,88 mol HCl và 0,04 mol HNO₃, khuấy đều cho các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch Y (không chứa ion NH₄⁺) và 0,12 mol hỗn hợp khí Z gồm NO₂ và N₂O. Cho dung dịch AgNO₃ đến dư vào dung dịch Y, thấy thoát ra 0,02 mol khí NO (sản phẩm khử duy nhất), đồng thời thu được 133,84 gam kết tủa. Biết tỉ lệ mol của FeO, Fe₃O₄, Fe₂O₃ trong X lần lượt là 3 : 2 : 1. Phần trăm số mol của Fe có trong hỗn hợp ban đầu là giá trị nào sau đây?

D. 46,05%.

Dung dịch Y chứa Fe³⁺ (a), Fe²⁺ (b), Cl^- (0,88) và nH⁺ dư = 4nNO = 0,08

Bảo toàn điện tích: 3a + 2b + 0,08 = 0,88

nAgCl = 0,88 → nAg = 0,07

Bảo toàn electron: b = 0,02.3 + 0,07

→ a = 0,18 và b = 0,13

Quy đổi hỗn hợp thành Fe (0,31 mol), O (u mol) và NO₃ (v mol). Trong Z, đặt nN₂O = x → nNO₂ = 0,12 – x

→ 0,31.56 + 16u + 62v = 27,04 (1)

Bảo toàn N:

v + 0,04 = 2x + (0,12 – x) (2)

nH⁺ pư = 0,88 + 0,04 – 0,08 = 0,84

→ 10x + 2(0,12 – x) + 2u = 0,84 (3)

(1)(2)(3) → u = 0,14; v = 0,12; x = 0,04

nFe(NO₃)₂ = v/2 = 0,06

Đặt k, 3h, 2h, h lần lượt là số mol Fe, FeO, Fe₃O₄, Fe₂O₃

Bảo toàn Fe → 0,06 + k + 11h = 0,31

Bảo toàn O → 14h = u = 0,14

Giải hệ → k = 0,14 và h = 0,01

Số mol hỗn hợp = 0,06 + k + 6h = 0,26

→ %nFe = 0,14/0,26 = 53,85%