Hòa tan hoàn toàn 8,6 gam hỗn hợp Al, Mg, Fe, Zn vào 100 gam dung dịch gồm KNO${}_3$ 1M và H${}_2$SO${}_4$ 2M, thu được dung dịch X chứa 43,25 gam muối trung hòa và hỗn hợp khí Y (trong đó H${}_2$ chiếm 4% khối lượng Y). Cho một lượng KOH vào X, thu được dung dịch chỉ chứa một chất tan và kết tủa Z (không có khí thoát ra). Nung Z trong không khí đến khối lượng không đổi được 12,6 gam chất rắn. Nồng độ phần trăm của FeSO${}_4$ trong X gần giá trị nào nhất sau đây?

Đáp án A (7,50%).

+ Từ giả thiết suy ra X chứa: MgSO${}_4$, FeSO${}_4$, Fe${}_2$(SO${}_4$)${}_3$, Al${}_2$(SO${}_4$)${}_3$, ZnSO${}_4$, K${}_2$SO${}_4$.

+ Đặt n${}_{KN{O}_3}$ = x; n${}_{H_{2}S{O}_4}$ = 2x ⟹ m${}_{mu\acute{\hat{o}}i/X}$ = 8,6 + 39x + 2x.96 = 43,25 ⟹ x = 0,15.

+ Đặt n${}_{H_2}$ = y ⟹ m${}_Y$ = 50y, n${}_{H_{2}O}$ = 0,3 − y.

+ Hệ phương trình bảo toàn khối lượng:
BTKL: m${}_{kimloại}$ + m${}_{(KN{O}_3,H_{2}S{O}_4)}$ = m${}_{mu\acute{\hat{o}}i}$ + m${}_Y$ + m${}_{H_{2}O}$
BTKL: m${}_{kimloại}$ + m${}_{dd(KN{O}_3,H_{2}S{O}_4)}$ = m${}_{ddX}$ + m${}_Y$
⟹ 8,6 + 0,15.101 + 0,3.98 = 43,25 + 50y + 18(0,3 − y) và 8,6 + 100 = m${}_{ddX}$ + 50y
⟹ y = 0,140625; m${}_{ddX}$ = 101,56875.

+ KOH + X ⟶ dd chỉ chứa K${}_2$SO${}_4$ + Z↓ ⟹ n${}_{KOH}$ = 2n${}_{K_{2}S{O}_4}$ − n${}_{KN{O}_3}$ = 0,45; n${}_{O{H}^{-}trongZ}$ = n${}_{KOH}$ = 0,45.

+ Khi nung Z sẽ xảy ra quá trình: 0,45 mol OH${}^{-}$ ⟶ 0,225 mol O${}^{2-}$; O${}_2$ oxi hóa Fe${}^{2+}$ ⟶ z mol O${}^{2-}$.
⟹ 0,225.16 + 16z = 12,6 − 8,6 ⟹ z = 0,025 ⟹ BTE: n${}_{F{e}^{2+}}$ = 2n${}_{O^{2-}}$ = 0,05.

⟹ C%${}_{FeS{O}_4}$ = (152.0,05)/101,56875 × 100% = 7,48% gần nhất với 7,5% ⟹ Chọn A.