Hòa tan hoàn toàn 21,38 gam hỗn hợp X gồm Fe, Fe₃O₄, FeCO₃ và FeCl₂ (trong đó nguyên tố oxi chiếm 14,967% về khối lượng) vào dung dịch chứa HCl và 0,16 mol NaNO₃, thu được dung dịch Y chỉ chứa 47,82 gam muối của kim loại và hỗn hợp hai khí có tỉ khối so với H₂ là 17 (trong đó có một khí hóa nâu trong không khí). Cho Y phản ứng hoàn toàn với dung dịch AgNO₃ dư, thu được 115,54 gam kết tủa. Phần trăm khối lượng của FeCl₂ trong X có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây?

\({m_O} = \dfrac{{14,967\% .21,38}}{{100}} = 3,2\,\,gam \to {n_{O(X)}} = \dfrac{{3,2}}{{16}} = 0,2\,\,mol\)

Hỗn hợp 2 khí chắc chắn có CO₂, khí còn lại hóa nâu trong không khí → khí còn lại là NO

Quy đổi hỗn hợp

\(21,38\,(g)\left\{ \matrix{
C{O_2}:2a \hfill \cr
Fe:b \hfill \cr
O:(0,2 - 4a) \hfill \cr
Cl:c \hfill \cr} \right. + \left\{ \matrix{
HCl:d \hfill \cr
NaN{O_3}:0,16 \hfill \cr} \right.\buildrel {} \over
\longrightarrow \left\{ \matrix{
\left\{ \matrix{
NO:5a \hfill \cr
C{O_2}:2a \hfill \cr} \right. \hfill \cr
47,82(g)\left\{ \matrix{
F{e^{2 + }},F{e^{3 + }},N{a^ + } \hfill \cr
N{O_3}^ - ,C{l^ - } \hfill \cr} \right.\buildrel { + AgN{O_3}\,du} \over
\longrightarrow \left\{ \matrix{
\overbrace {Ag,AgCl \downarrow }^{115,54(g)} \hfill \cr
F{e^{3 + }},N{a^ + },N{O_3}^ - \hfill \cr} \right. \hfill \cr
{H_2}O:0,5d \hfill \cr} \right.\)

Sau tất cả ta có:

Ta có: m_X = 2.44a + 56b + (0,2-4a).16 + 35,5c = 21,38  → 24a + 56b +35,5c = 18,18 (1)

\({n_{{H^ + }}} = 4{n_{NO}} + 2{n_O}\) → d = 4.5a + 2.(0,2- 4a)→ 12a -d = -0,4 (2)

\({n_{{H_2}O}} = \dfrac{1}{2}.{n_{{H^ + }}}\) = 0,5d (mol)                               

BTKL ta có:

m_X + m_HCl + \({m_{NaN{{\text{O}}_3}}}\) = m_muối  + m_khí + \({m_{{H_2}O}}\)

→ 21,38 + 36,5d + 0,16.85 = 47,82 + 2a.44 + 5a.30 + 0,5d.18

→ 238a - 27,5d = -12,84 (3)

BTNT "Cl": n_AgCl = \({n_{C{l^ - }}}\) = c + d (mol)

Bảo toàn e ta có: 3n_Fe = 2n_O + 3n_NO + \({n_{C{l^ - }}}\) + n_Ag

→ 3b = 2(0,2 - 4a) + 3.5a + c + n_Ag

→ n_Ag = 3b - 7a - c - 0,4 (mol)

Có: m_↓ = m_AgCl + m_Ag → 143,5(c + d) + 108(3b - 7a - c - 0,4) = 115,54

→ -756a + 324b + 35,5c + 143,5d = 158,74 (4)

giải hệ (1), (2), (3), (4) ra được a = 0,02 ; b = 0,24; c = 0,12; d = 0,64

→ \({n_{F{\text{e}}C{l_2}}} = \dfrac{c}{2}\) = 0,06 (mol)

% FeCl₂ = \(\dfrac{{0,06.127}}{{21,38}}.100\% \) = 35,64% gần nhất với 36%