Câu 41: Cho 9,25 gam hỗn hợp X gồm Fe và Fe₃O₄ tác dụng với dung dịch HNO₃ loãng, nóng. Sau khi phản xảy ra hoàn toàn thu được 1,12 lít khí NO duy nhất (đktc), dung dịch X₁ và còn lại 0,73 gam kim loại.. Khối lượng muối trong dung dịch X₁ là kết quả nào sau đây?

PTHH: `Fe+ 4HNO_3 → Fe(NO_3)_3 + NO + 2H_2O` (1)

          `3Fe_3O_4 + 28HNO_3 → 9Fe(NO_3)_3 + NO + 14H_2O` (2)

          `Fe + 2Fe(NO_3)_3 → 3Fe(NO_3)_2` (3)

Vì sau phản ứng còn kim loại `Fe` dư ⇒ dd `X_1` là dd muối `Fe(NO_3)_2`

`nNO` = `1,12/22,4 = 0,05` (mol)

Gọi `nFe` phản ứng ở (1) là `a` (mol)

      `nFe_3O_4` là `b` (mol)

Theo PT(1)(2):

     `nNO = nFe_((1)) + 1/3·nFe_3O_4 = a + b/3 = 0,05` (mol) (*)

Theo PT(1)(2): n`Fe(NO_3)_3 = nFe_((1)) + 3nFe_3O_4 = a +3b`

Theo PT(3): `nFe_((3))= 1/2· nFe(NO_3)_3 = 0,5a + 1,5b` (mol)

⇒`m_X = mFe_((1)) + mFe((3)) + mFe_(dư) + mFe_3O_4 = 9,25` (gam)

⇔`56a + 56·(0,5a+1,5b) + 0,73 + 232b = 9,25`

⇔`84a + 316b = 8,52` (**)

Từ (*) và (**):

⇒$\left \{ {{a+\frac{b}{3}=0,05} \atop {84a+316b=8,52}} \right.$ 

⇒$\left \{ {{a=0,045} \atop {b=0,015}} \right.$ 

⇔n`Fe_((3))= 0,5a + 1,5b=0,045` (mol)

Theo PT(3): `nFe(NO_3)_2 = 3nFe_((3)) = 0,135` (mol)

⇒`mFe(NO_3)_2 = 0,135 · 180= 24,3` (gam)