Google
Câu hỏi: Cho 20,76 gam hỗn hợp X gồm Mg, Al, Al(NO3)3 và MgCO3 (trong đó oxi chiếm 41,618% về khối lượng) vào dung dịch hỗn hợp gồm x mol HNO3 và 0,48 mol H2SO4, kết thúc phản ứng thu được dung dịch Y chỉ chứa các muối trung hòa, khối lượng muối là 56,28 gam và 4,48 lít (đktc) hỗn hợp khí X gồm CO2, N2, H2. Cho dung dịch NaOH dư vào Y, thu được 13,34 gam kết tủa. Thành phần % theo khối lượng của N2 trong Z có giá trị gần nhấtlà
A. 80%.
B. 17%.
C. 1%.
D. 20%
A. 80%.
B. 17%.
C. 1%.
D. 20%
Phương pháp:
Đặt số mol Mg, Al, Al(NO3)3 và MgCO3 trong 1 lần lượt là x, y, z, t $\Rightarrow $ phương trình khối lượng mx (1)
Do tạo khí H2 nên dung dịch Y không chứa NO3- , dung dịch Y có thể có NH4+
$\text{X}+\left\{ \begin{array}{*{35}{l}}
{{\text{H}}_{2}}\text{S}{{\text{O}}_{4}}:0,48 \\
\text{HN}{{\text{O}}_{3}}:\text{x} \\
\end{array}\to \text{ddY}:56,28(\text{g})\left\{ \begin{array}{*{35}{l}}
\text{M}{{\text{g}}^{2+}}:\text{x}+\text{t} \\
\text{A}{{\text{l}}^{3+}}:\text{y}+\text{z} \\
\text{N}{{\text{H}}_{4}} \\
\text{S}{{\text{O}}_{\text{4}}}^{\text{2}-}:0,48 \\
\end{array} \right. \right.$
Khi cho NaOH dư vào Y thì được 13,34 g Mg(OH)2 $\Rightarrow $ nMg(OH)2
Bảo toàn Mg = (2)
Từ phần trăm khối lượng của O $\Rightarrow $ (3)
Bảo toàn điện tích tính NH4+
Từ khối lượng muối = (4)
Giải (1)(2)(3)(4) thu được giá trị của x, y, z, t
Xét hỗn hợp khí:
+ Bảo toàn C $\Rightarrow $ nCO2 = nMgCO3
+ Đặt ẩn là số mol của khí H2 và N2. Lập hệ phương trình về tổng mol khí và bảo toàn electron. Giải tìm được số mol mỗi khí $\Rightarrow $ % mN2
Hướng dẫn giải:
Đặt số mol $\text{Mg},\text{Al},\text{Al}{{\left( \text{N}{{\text{O}}_{3}} \right)}_{3}}$ và MgCO3 trong X lần lượt là $x,y,z,t$ thì $24x+27y+2137+84t=20,76\left( 1 \right)$ Do tạo khí H2 nên dung dịch Y không chứa NO3-, dung dịch Y có thể có NH4+
$\text{X}+\left\{ \begin{array}{*{35}{l}}
{{\text{H}}_{2}}\text{S}{{\text{O}}_{4}}:0,48 \\
\text{HN}{{\text{O}}_{3}}:\text{x} \\
\end{array}\to \operatorname{dd}\text{Y}\cdot 56,28(\text{g})\left\{ \begin{array}{*{35}{l}}
\text{M}{{\text{g}}^{2+}}:\text{x}+\text{t} \\
\text{A}{{\text{l}}^{3+}}:\text{y}+\text{z} \\
\text{NH}_{4}^{+} \\
\text{S}{{\text{O}}_{\text{4}}}^{\text{2}-}:0,48 \\
\end{array} \right. \right.$
Khi cho NaOH dư vào Y thì được $13,34\text{gMg}{{(\text{OH})}_{2}}\Rightarrow {{\text{n}}_{\text{Mg}(O\text{H})2}}=0,23\text{mol}$
Bảo toàn $\text{Mg}\to {{\text{n}}_{\text{Mg}(\text{OH})2}}={{\text{n}}_{\text{Mg}}}+{{\text{n}}_{\text{MgCO3}}}\Rightarrow 0,23=\text{x}+\text{t} (2)$
Khối lượng của O trong X: 16(9z+ 3t) = 20,76 . 41,618% (3)
BTĐT dd Y = nNH4+ = 0,96 - 2x - 2t - 3y - 3z (mol)
Khối lượng muối trong Y: mmuối = 24.0,23 + 27(y + z)+ 0,48,96 + 18(0,96 - 2x - 2 - 3y - 3x) = 56,28 (4)
Giải (1)(2)(3)(4) có: $x=0,11;y=0,14;z=0,02;t=0,12$
$\Rightarrow {{\text{n}}_{\text{NH}4+}}=0,02\text{mol}$
Bảo toàn $\text{C}\Rightarrow {{\text{n}}_{\text{CO}2}}={{\text{n}}_{\text{MgCO3}}}=0,12\text{mol}$
Hỗn hợp khí Z có 0,12 mol CO2; a mol H2 và b mol N2 nên $a+b=0,20,12=0,08\left( * \right)$
Quá trình cho - nhận e:
$\begin{aligned}
& \text{Mg}\to \text{M}{{\text{g}}^{2+}}+2\text{e} \\
& \text{Al}\to \text{A}{{\text{l}}^{3+}}+3\text{e} \\
\end{aligned} $ $ \begin{matrix}
{{\text{N}}^{+5}}+8\text{e}\to {{\text{N}}^{-3}} \\
2{{\text{N}}^{+5}}+10\text{e}\to {{\text{N}}_{2}} \\
2{{\text{H}}^{+}}+2\text{e}\to {{\text{H}}_{2}} \\
\end{matrix}$
Áp dụng bảo toàn e: $0,11.2+3.0,14=8.0,02+10b+2a\left( ** \right)$
Giải $\left( * \right)\left( ** \right)=a=b=0,04~$
$\to \%{{\text{m}}_{{{\text{N}}_{2}}}}=\dfrac{0,04.28}{0,12.44+0,04.2+0,04.28}.100\%=17,3\%$ gần nhất với 17%
Đặt số mol Mg, Al, Al(NO3)3 và MgCO3 trong 1 lần lượt là x, y, z, t $\Rightarrow $ phương trình khối lượng mx (1)
Do tạo khí H2 nên dung dịch Y không chứa NO3- , dung dịch Y có thể có NH4+
$\text{X}+\left\{ \begin{array}{*{35}{l}}
{{\text{H}}_{2}}\text{S}{{\text{O}}_{4}}:0,48 \\
\text{HN}{{\text{O}}_{3}}:\text{x} \\
\end{array}\to \text{ddY}:56,28(\text{g})\left\{ \begin{array}{*{35}{l}}
\text{M}{{\text{g}}^{2+}}:\text{x}+\text{t} \\
\text{A}{{\text{l}}^{3+}}:\text{y}+\text{z} \\
\text{N}{{\text{H}}_{4}} \\
\text{S}{{\text{O}}_{\text{4}}}^{\text{2}-}:0,48 \\
\end{array} \right. \right.$
Khi cho NaOH dư vào Y thì được 13,34 g Mg(OH)2 $\Rightarrow $ nMg(OH)2
Bảo toàn Mg = (2)
Từ phần trăm khối lượng của O $\Rightarrow $ (3)
Bảo toàn điện tích tính NH4+
Từ khối lượng muối = (4)
Giải (1)(2)(3)(4) thu được giá trị của x, y, z, t
Xét hỗn hợp khí:
+ Bảo toàn C $\Rightarrow $ nCO2 = nMgCO3
+ Đặt ẩn là số mol của khí H2 và N2. Lập hệ phương trình về tổng mol khí và bảo toàn electron. Giải tìm được số mol mỗi khí $\Rightarrow $ % mN2
Hướng dẫn giải:
Đặt số mol $\text{Mg},\text{Al},\text{Al}{{\left( \text{N}{{\text{O}}_{3}} \right)}_{3}}$ và MgCO3 trong X lần lượt là $x,y,z,t$ thì $24x+27y+2137+84t=20,76\left( 1 \right)$ Do tạo khí H2 nên dung dịch Y không chứa NO3-, dung dịch Y có thể có NH4+
$\text{X}+\left\{ \begin{array}{*{35}{l}}
{{\text{H}}_{2}}\text{S}{{\text{O}}_{4}}:0,48 \\
\text{HN}{{\text{O}}_{3}}:\text{x} \\
\end{array}\to \operatorname{dd}\text{Y}\cdot 56,28(\text{g})\left\{ \begin{array}{*{35}{l}}
\text{M}{{\text{g}}^{2+}}:\text{x}+\text{t} \\
\text{A}{{\text{l}}^{3+}}:\text{y}+\text{z} \\
\text{NH}_{4}^{+} \\
\text{S}{{\text{O}}_{\text{4}}}^{\text{2}-}:0,48 \\
\end{array} \right. \right.$
Khi cho NaOH dư vào Y thì được $13,34\text{gMg}{{(\text{OH})}_{2}}\Rightarrow {{\text{n}}_{\text{Mg}(O\text{H})2}}=0,23\text{mol}$
Bảo toàn $\text{Mg}\to {{\text{n}}_{\text{Mg}(\text{OH})2}}={{\text{n}}_{\text{Mg}}}+{{\text{n}}_{\text{MgCO3}}}\Rightarrow 0,23=\text{x}+\text{t} (2)$
Khối lượng của O trong X: 16(9z+ 3t) = 20,76 . 41,618% (3)
BTĐT dd Y = nNH4+ = 0,96 - 2x - 2t - 3y - 3z (mol)
Khối lượng muối trong Y: mmuối = 24.0,23 + 27(y + z)+ 0,48,96 + 18(0,96 - 2x - 2 - 3y - 3x) = 56,28 (4)
Giải (1)(2)(3)(4) có: $x=0,11;y=0,14;z=0,02;t=0,12$
$\Rightarrow {{\text{n}}_{\text{NH}4+}}=0,02\text{mol}$
Bảo toàn $\text{C}\Rightarrow {{\text{n}}_{\text{CO}2}}={{\text{n}}_{\text{MgCO3}}}=0,12\text{mol}$
Hỗn hợp khí Z có 0,12 mol CO2; a mol H2 và b mol N2 nên $a+b=0,20,12=0,08\left( * \right)$
Quá trình cho - nhận e:
$\begin{aligned}
& \text{Mg}\to \text{M}{{\text{g}}^{2+}}+2\text{e} \\
& \text{Al}\to \text{A}{{\text{l}}^{3+}}+3\text{e} \\
\end{aligned} $ $ \begin{matrix}
{{\text{N}}^{+5}}+8\text{e}\to {{\text{N}}^{-3}} \\
2{{\text{N}}^{+5}}+10\text{e}\to {{\text{N}}_{2}} \\
2{{\text{H}}^{+}}+2\text{e}\to {{\text{H}}_{2}} \\
\end{matrix}$
Áp dụng bảo toàn e: $0,11.2+3.0,14=8.0,02+10b+2a\left( ** \right)$
Giải $\left( * \right)\left( ** \right)=a=b=0,04~$
$\to \%{{\text{m}}_{{{\text{N}}_{2}}}}=\dfrac{0,04.28}{0,12.44+0,04.2+0,04.28}.100\%=17,3\%$ gần nhất với 17%
Đáp án B.