Phương pháp giải:

- Biện luận

- Quy đổi

- Bảo toàn e, bảo toàn nguyên tố

Lời giải chi tiết:

- Cho Y tan hoàn toàn trong dung dịch gồm KNO₃ và H₂SO₄ (loãng), thu hỗn hợp hai khí có M = 16 (trong đó có một khí hóa nâu trong không khí) → Hai khí đó là NO và H₂

- Do Y phản ứng với {KNO₃, H₂SO₄ loãng} thu được NO

⟹ Y chứa hợp chất có Fe chưa đạt số oxi hóa +3

⟹ O₂ phản ứng hết ⟹ Khí Z gồm CO₂ và NO₂

- Do phản ứng sinh ra H₂ nên có phản ứng của Fe và H⁺ ⟹ NO₃^- phản ứng hết

Sơ đồ phản ứng:

Bảo toàn nguyên tố N → n_NO = n_KNO3 = 0,02 mol

Hỗn hợp khí NO và H₂ có \(\overline M  = 16\) → \(\overline M  = \frac{{{m_{NO}} + {m_{H2}}}}{{{n_{NO}} + {n_{H2}}}} = \frac{{30.0,02 + 2{n_{{H_2}}}}}{{0,02 + {n_{{H_2}}}}} = 16 \to {n_{{H_2}}} = 0,02\left( {mol} \right)\)

- Đặt a, b lần lượt là số mol Fe²⁺, số mol Fe³⁺ trong muối. Đặt x là số mol O trong Y.

+ Bảo toàn điện tích dd muối → 2a + 3b + 0,02 = 0,3.2 (1)

+ Khối lượng muối sunfat → 56(a + b) + 39.0,02 + 96.0,3 = 42,46 (2)

Giải (1) (2) được a = 0,11 và b = 0,12

- Quy đổi Y thành Fe và O. Khi cho Y tác dụng {KNO₃, H₂SO₄} thì quá trình cho - nhận e là:

Fe⁰ → Fe⁺² + 2e                          O⁰ + 2e → O^-2

Fe⁰ → Fe⁺³ + 3e                          N⁺⁵ + 3e → N⁺²

                                                   2H⁺ + 2e → H₂

Áp dụng bảo toàn e → \(2{n_{F{{\rm{e}}^{2 + }}}} + 3{n_{F{{\rm{e}}^{3 + }}}} = 2{n_O} + 3{n_{NO}} + 2{n_{{H_2}}}\) → n_O = 0,24 mol

Quy đổi X thành Fe (0,23 mol), NO₃ (u mol) và CO₃ (v mol)

Suy ra Z gồm NO₂ (u mol) và CO₂ (v mol)

Bảo toàn O → n_{O (Y)} = u + v = 0,24 (mol) (3)

Từ \(\overline {{M_Z}}  = 45\), dùng sơ đồ đường chéo suy ra u = v (4)

Giải hệ (3) và (4) ta có u = v = 0,12 (mol)

→ m_X = 56.0,23 + 62.0,12 + 60.0,12 = 27,52 (g)