Hỗn hợp X gồm Fe₂O₃, FeO và Cu (trong đó sắt chiếm 52,5% về khối lượng). Cho m gam X tác dụng với 420 ml dung dịch HCl 2M (dư) tới phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch Y và còn lại 0,2m gam chất rắn không tan. Cho dung dịch AgNO₃ dư vào Y, thu được khí NO và 141,6 gam kết tủa. Giá trị của m là:

A. 20;

B. 32;

C. 36;

D. 24.

Đáp án đúng là: B

n_HCl = 0,42. 2 = 0,84 (mol)

Hỗn hợp X gồm Fe₂O₃, FeO và Cu tác dụng dung dịch HCl thì Fe₂O₃, FeO phản ứng, Cu phản ứng với \[F{e^{3 + }}\], mà không phản ứng với HCl nên 0,2m gam chất rắn không tan là khối lượng của Cu dư → dung dịch Y gồm \[F{e^{2 + }},C{u^{2 + }},C{l^ - },{H^ + }\] và cho dung dịch AgNO₃ dư vào Y thu được kết tủa gồm Ag, AgCl.

Xét hỗn hợp kết tủa ta có:

n_AgCl = n_HCl = 0,84 (mol) → m_AgCl = 143,5. 0,84 = 120,54 (g)

Mà m_Ag + m_AgCl = 141, 6 → m_Ag = 141,6 – 120,54 = 21,06 (g)

→ \[{n_{Ag}} = \frac{{20,06}}{{108}} = 0,195(mol)\]

\[{n_{F{e_2}{O_3}}} = a;{n_{FeO}} = b;{n_{NO}} = c(mol;a,b,c > 0)\]

Ta có:

- Sắt chiếm 52,5% về khối lượng nên ta có: \[\frac{{2a.56 + 56b}}{m} = 0,525\](1)

\[\begin{array}{l}{m_{F{e_2}{O_3}}} + {m_{FeO}} + {m_{Cupu}} = m - {m_{Cudu}}\\ \to {m_{F{e_2}{O_3}}} + {m_{FeO}} + {m_{Cupu}} = m - 0,2m\\ \to {m_{F{e_2}{O_3}}} + {m_{FeO}} + {m_{Cupu}} = 0,8m(2)\end{array}\]

\[\begin{array}{l}\sum {{n_{HCl}} = 6{n_{F{e_2}{O_3}}} + 2{n_{FeO}} + 4{n_{NO}}} \\ \to 0,84 = 6a + 2b + 4c(3)\end{array}\]

Bảo toàn electron:

\[\begin{array}{l}{n_{FeO}} + 2{n_{Cupu}} = 3{n_{NO}} + {n_{Ag}}\\ \to b + 2a = 3c + 0,195(4)\end{array}\]

Giải (1), (2), (3), (4) ta được: a = 0,05; b = 0,25; c = 0,05; m = 32.