Cho 18,5 gam hỗn hợp Z gồm Fe và Fe3O4 tác dụng với 250 ml dung dịch HNO3 loãng, đun nóng và khuấy đều. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 2,479 lít khí NO duy nhất (đkc) dung dịch X và còn lại 1,46 gam kim loại. Nồng độ mol/L của dung dịch HNO3 là
nNO = 2,479 : 24,79 = 0,1 mol
Khối lượng của X tham gia phản ứng là:
m = 18,5 - 1,46 = 17,04 (gam);
⇔ 56x + 16 y = 17,04 gam (1)
Quy đổi hỗn hợp thành 2 nguyên tố Fe (x); O (y)
Sau phản ứng còn dư kim loại do đó dung dịch chỉ chứa muối Fe+2;
Quá trình trao đổi electron
Fe0 → Fe+2 + 2e.
x → 2x
O + 2e → O-2.
y → 2y
N+5 + 3e → N+2
0,3 ← 0,1
Áp dụng định luật bảo toàn electron ta có:
2x = 2y + 0,3 (2)
Từ (1) và (2) giải hệ phương trình ta có:
x = 0,27, y = 0,12
Số mol HNO3 = nNO + nNO3- = 0,1 + 0,27.2 = 0,64 (mol)
⇒ CM = 0,64 : 0,25 = 2,56 M