Lấy m gam hỗn hợp rắn gồm Mg, Zn, FeCO₃, FeS₂ (trong đó nguyên tố oxi chiếm 16,71% khối lượng hỗn hợp) nung trong bình chứa 0,16 mol O2, sau phản ứng hoàn toàn thu được hỗn hợp rắn X không chứa nguyên tố lưu huỳnh và hỗn hợp khí Y (có tỉ khối so với H₂ là 27). Cho X vào dung dịch chứa 0,72 mol HCl và 0,03 mol NaNO₃, sau phản ứng hoàn toàn thấy dung dịch thu được chỉ chứa muối clorua và 1,12 lít (đktc) hỗn hợp hai khí thoát ra có khối lượng là 0,66 gam (trong đó có một khí hóa nâu ngoài không khí). Giá trị của m gần nhất với giá trị nào dưới đây?

Đặt số mol của FeCO₃ là x mol, FeS₂ : y mol

Đốt cháy X có CO₂ : x mol và SO₂ : 2y mol và hỗn hợp rắn X

Vì d_Y/H2 = M_Y : 2 = 27 → M_Y = 54 =  \(\dfrac{{44x + 64.2y}}{{x + 2y}}\) → x = 2y

X + HCl + NaNO₃: quy đổi X thành M ( M là kim loại) và O

n_khí = 0,05 mol

Vì khí thu được có M = 0,66 : 0,05 = 13,2 (g/mol) mà một khí hóa nâu ngoài không khí là NO

→ khí còn lại có M < 13,2 → khí đó là H₂

n_NO = a mol và n_H2 = b mol thì n_khí  = a + b =0,05 mol và m_khí = 30a + 2b = 0,66

nên a = 0,02 mol và b = 0,03 mol

Vì khí sinh ra có H₂ nên lượng NO₃^- phải phản ứng hết, mà n_NO < n_NO3 nên xảy ra phản ứng tạo NH₄⁺

PTHH : 4H⁺  + NO₃^-  + 3e → H₂O + NO

              0,08     0,02     0,06                0,02      

               10H⁺  + NO₃^-  + 9e → 3H₂O + NH₄⁺

                         0,1         0,01    0,09                  0,01          

              O + 2e → O^2-

                    O^2- + 2H⁺ → H₂O

              2 H⁺  + 2e → H₂

Vì dung dịch thu được chỉ chứa muối clo nên H⁺ hết nên 0,08 + 0,1 + 2n_O + 0,03.2= 0,72 mol→ n_O = 0,24 mol

Bảo toàn O cho phản ứng đốt cháy X có n_O(X) + 2n_O2 = n_O(Y) + 2n_SO2 + 2n_CO2

                                                      → 3x + 2.0,16 = 0,24 + 2.2y + 2x

                                                      → 3x + 0,32 = 0,24 + 2x + 2x → x = 0,08 mol

→ n_O(X) = 0,08.3 = 0,24 mol → m_O(X) = 3,84 gam

Vì trong X chiếm 16,71% O nên m_X = 3,84 : 16,71 .100 =22,98 gam gần nhất với 23 gam