Phương pháp giải:

Đặt n_NO = a (mol); n_NO2 = b (mol)

Ta có hệ phương trình:

\(\left\{ \begin{gathered}
{n_{hh}} = a + b = 0,685 \hfill \\
{m_{hh}} = 30a + 46b = 31,35 \hfill \\
\end{gathered} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{gathered}
a = ? \hfill \\
b = ? \hfill \\
\end{gathered} \right.\)

Qúa trình nhường e

\(\begin{gathered}
\mathop {Fe}\limits^{ + 2} {\mathop S\limits^{ - 1} _2} \to \mathop {Fe}\limits^{ + 3} \, + \mathop {\,2S}\limits^{ + 6} \, + 15e \hfill \\
x\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, \to \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,15x \hfill \\
{\mathop {Fe}\limits^{ + 8/3} _3}{O_4} \to 3\mathop {Fe}\limits^{ + 3} + e \hfill \\
y\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, \to \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,y\, \hfill \\
\end{gathered} \)

Quá trình nhận e

N⁺⁵ +3e → N⁺²

N⁺⁵ +1e → N⁺⁴

Dung dịch chứa hỗn hợp muối: Fe³⁺: x +3y (mol); SO₄^2-: 2x(mol)

Bảo toàn điện tích: => n_NO3- = 9y –x

Ta có hệ phương trình:

\(\begin{gathered}
\left\{ \begin{gathered}
\xrightarrow{{BT:e}}ne\,nhuong = ne\,nhan \hfill \\
{m_{muoi}} = {m_{F{e^{3 + }}}} + {m_{S{O_4}^{2 - }}} + {m_{N{O_3}^ - }} = 30,15 \hfill \\
\end{gathered} \right. \hfill \\
\Rightarrow \left\{ \begin{gathered}
x = ? \hfill \\
y = ? \hfill \\
\end{gathered} \right. \hfill \\
\end{gathered} \)

BTNT N: n_HNO3 = n_NO3- + n_NO + n_NO2 = ? (mol)

Từ đó tính được nồng độ phần trăm của HNO₃

Lời giải chi tiết:

n_{hh khí} = 0,685 (mol)

Đặt n_NO = a (mol); n_NO2 = b (mol)

Ta có hệ phương trình:

\(\left\{ \begin{gathered}
{n_{hh}} = a + b = 0,685 \hfill \\
{m_{hh}} = 30a + 46b = 31,35 \hfill \\
\end{gathered} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{gathered}
a = 0,01 \hfill \\
b = 0,675 \hfill \\
\end{gathered} \right.\)

Đặt n_FeS2 = x (mol); n_Fe3O4 = y (mol)

Qúa trình nhường e

\(\begin{gathered}
\mathop {Fe}\limits^{ + 2} {\mathop S\limits^{ - 1} _2} \to \mathop {Fe}\limits^{ + 3} \, + \mathop {\,2S}\limits^{ + 6} \, + 15e \hfill \\
x\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, \to \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,15x \hfill \\
{\mathop {Fe}\limits^{ + 8/3} _3}{O_4} \to 3\mathop {Fe}\limits^{ + 3} + e \hfill \\
y\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, \to \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,y\, \hfill \\
\end{gathered} \)

Quá trình nhận e

N⁺⁵ +3e → N⁺²

        0,03←0,01 (mol)

N⁺⁵ +1e → N⁺⁴

       0,675 ←0,675 (mol)

Dung dịch chứa hỗn hợp muối: Fe³⁺: x +3y (mol); SO₄^2-: 2x(mol)

Bảo toàn điện tích: n_NO3- = 3n_Fe3+ - 2n_SO42- = 3(x +3y) -4x

=> n_NO3- = 9y –x

Ta có hệ phương trình:

\(\begin{gathered}
\left\{ \begin{gathered}
\xrightarrow{{BT:e}}15x + y = 0,03 + 0,675 \hfill \\
{m_{muoi}} = 56(x + 3y) + 96.2x + 62(9y - x) = 30,15 \hfill \\
\end{gathered} \right. \hfill \\
\Rightarrow \left\{ \begin{gathered}
x = 0,045 \hfill \\
y = 0,03 \hfill \\
\end{gathered} \right. \hfill \\
\end{gathered} \)

BTNT N: n_HNO3 = n_NO3- + n_NO + n_NO2 = 0,225 + 0,01+0,675 = 0,91 (mol)

=> m_HNO3 = 57,33 (g)

\(\% HN{O_3} = a\%  = \frac{{{m_{HN{O_3}}}}}{{m{\,_{dd\,HN{O_3}}}}}.100\%  = \frac{{57,33}}{{100}}.100\%  = 57,33\% \)

Đáp án A