Cho 11,36 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4 phản ứng hết với dung dịch HNO3 loãng dư thu
được 1,344 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc) và dung dịch X. Dung dịch X có thể hòa tan tối đa
12,88 gam Fe. Số mol HNO3 có trong dung dịch đầu là ?
Bằng phương pháp quy đổi hỗn hợp ban đầu về Fe và O
Quy đổi hỗn hợp ban đầu gồm $Fe$ (x mol), $O$ (y mol)
$\Rightarrow 56x+16y=11,36$ $(1)$
$n_{NO}=\dfrac{1,344}{22,4}=0,06(mol)$
$HNO_3$ dư nên toàn bộ $Fe$ lên $+3$
Bảo toàn e: $3n_{Fe}=2n_O+3n_{NO}$
$\Rightarrow 3x-2y=0,06.3=0,18$ $(2)$
$(1)(2)\Rightarrow x=0,16; y=0,15$
$n_{Fe(NO_3)_3}=n_{Fe}=x=0,16(mol)$
$\Rightarrow n_{HNO_3\text{pứ}}=3n_{Fe(NO_3)_3}+n_{NO}=0,54(mol)$
$n_{Fe}=\dfrac{12,88}{56}=0,23(mol)$
$HNO_3$ dư và $Fe(NO_3)_3$ hoà tan 0,23 mol $Fe$.
Lượng $Fe$ hoà tan là tối đa khi sản phẩm tạo thành là muối sắt II duy nhất.
Giả sử cho $0,23$ mol $Fe$ vào $0,16$ mol $Fe(NO_3)_3$, $HNO_3$ dư thì tạo $Fe(NO_3)_2$ từ đầu.
$3Fe+8HNO_3\to 3Fe(NO_3)_2+2NO+4H_2O$
$Fe+2Fe(NO_3)_3\to 3Fe(NO_3)_2$
Gọi $x$ là mol $HNO_3$ dư
$\Rightarrow \dfrac{3}{8}x+\dfrac{1}{2}.0,16=0,23$
$\Leftrightarrow x=0,4$
$\to n_{HNO_3\text{bđ}}=0,4+0,54=0,94(mol)$