Hòa tan 11,6 gam hỗn hợp A gồm Fe và Cu vào 87,5 gam dung dịch HNO₃ 50,4%, sau khi kim loại tan hết thu được dung dịch X và V lít (đktc) hỗn hợp khí B (gồm hai chất khí có tỉ lệ số mol 3:2). Cho 500 ml dung dịch KOH 1M vào dung dịch X thu được kết tủa Y và dung dịch Z. Lọc lấy Y rồi nung trong không khí đến khối lượng không đổi thu được 16,0 gam chất rắn. Cô cạn dung dịch Z thu được chất rắn T. Nung T đến khối lượng không đổi thu được 41,05 gam chất rắn. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Nồng độ phần trăm của Fe(NO₃)₂ trong X là

Nếu KOH phản ứng hết thì T chứa KNO₂:

n_KNO2 = n_KOH = 0,5 mol => m _{chất rắn} = 0,5.101 = 50,5 gam > 41,05 (g) (vô lí) => KOH dư

- Đặt T gồm: KOH dư (a mol) và KNO₂ (b mol)

+ BTNT "K": n_KOH = n_{KOH dư} + n_KNO2 => a + b = 0,5

+ m _{chất rắn} = 56a + 85b = 41,05

Giải hệ được: a = 0,05 và b = 0,45

BTNT "N": n_KNO2 = n_{NO3- (dd X)} = 0,45 mol

- Đặt A gồm: Fe (x mol) và Cu (y mol)

+ m_A = 56x + 64y = 11,6

+ m_Fe2O3 + m_CuO = 160.0,5x + 80y = 16

Giải hệ được x = 0,15 và y = 0,05

TH1: Giả sử dd X chứa: Fe³⁺ (0,15), Cu²⁺ (0,05), H⁺ và NO₃^- (0,45)

\(11,6(g)A\left\{ \matrix{
Fe:x \hfill \cr
Cu:y \hfill \cr} \right. + HN{O_3}:0,7 \to \left| \matrix{
{\rm{dd}}\,X\left\{ \matrix{
F{e^{2 + }}:u \hfill \cr
F{e^{3 + }}:v \hfill \cr
C{u^{2 + }}:0,05 \hfill \cr
N{O_3}^ - :0,45 \hfill \cr} \right.\buildrel { + KOH:0,5} \over
\longrightarrow \left\{ \matrix{
\downarrow Y\buildrel {Nung} \over
\longrightarrow \underbrace {\left\{ \matrix{
F{e_2}{O_3}:0,5x \hfill \cr
CuO:y \hfill \cr} \right.}_{16(g)} \hfill \cr
{\rm{dd}}\,Z\buildrel {Co\,can} \over
\longrightarrow T\buildrel {Nung} \over
\longrightarrow \underbrace {\left\{ \matrix{
KOH:0,05 \hfill \cr
KN{O_2}:0,45 \hfill \cr} \right.}_{41,05(g)} \hfill \cr} \right. \hfill \cr
\hfill \cr
Khi\,B \hfill \cr
{H_2}O \hfill \cr} \right.\)

BTĐT => n_H+ = n_NO3- - 2n_Fe3+ - 2n_Cu2+ = 0,45 - 0,15.3 - 0,05.2 = -0,1 < 0 (loại)

TH2: Dung dịch X chứa: Fe²⁺ (u); Fe³⁺ (v); Cu²⁺ (0,05) và NO₃^- (0,45)

+ BTĐT: 2u + 3v + 2.0,05 = 0,45

+ BTNT "Fe": u + v = 0,15

Giải hệ được u = 0,1 và v = 0,05

BTNT H: n_H2O = 0,5.n_HNO3 = 0,35 mol

BTNT "N": n_N(B) = n_HNO3 - n_NO3- = 0,7 - 0,45 = 0,25 mol

Do dd X chứa NO₃^- dư nên không sinh ra H₂ => Khí B chỉ chứa N và O

BTNT "O": n_O(B) = 3n_HNO3 - 3n_NO3- - n_H2O = 0,7.3 - 0,45.3 - 0,35 = 0,4 mol

=> m_B = m_N + m_O = 0,25.14 + 0,4.16 = 9,9 gam

BTKL: m _{dd X} = m_A + m_{dd HNO3} - m_B = 11,6 + 87,5 - 9,9 = 89,2 (g)

C% _Fe(NO3)2 = (0,1.180/89,2).100% = 20,2%