Google
Câu hỏi: Cho 22,08 gam hỗn hợp X gồm Mg và Fe vào 150 ml dung dịch chứa AgNO3x mol/lít và Cu(NO3)2 2x mol/lít, sau khi các phản ứng kết thúc, thu được chất rắn Y và dung dịch Z. Hòa tan hoàn toàn Y bằng dung dịch H2SO4 (đặc, nóng, dư) thu được 15,12 lít SO2 (đktc, sản phẩm khử duy nhất). Cho Z tác dụng với NaOH dư, thu được kết tủa T. Nung T trong không khí đến khối lượng không đổi, thu được 21,6 gam hỗn hợp rắn E. Giá trị của x là
A. 0,8
B. 1,2
C. 1,0
D. 1,4
A. 0,8
B. 1,2
C. 1,0
D. 1,4
Phân tích:
- Xác định X tác dụng với muối thì kim loại hết hay dư dựa vào so sánh ${{m}_{X}}$ với ${{m}_{E}}$
- Vì hỗn hợp E gồm MgO và Fe2O3 $\Rightarrow $ Mg phản ứng hết, Fe chỉ phản ứng một phần.
- Đặt ẩn số rồi lập các phương trình toán học, tuy nhiên một phương pháp hợp lí áp dụng định luật bảo toàn electron cho cả quá trình.
- Khi nung kết tủa thì Fe(OH)2 tác dụng với oxi, vậy "chìa khóa" để áp dụng bảo toàn electron là tìm số O2 tham gia phản ứng:
4Fe(OH)2 + O2 $\xrightarrow{t{}^\circ }$ 2Fe2O3 + 4H2O $\Rightarrow {{n}_{{{O}_{2}}}}=\dfrac{{{n}_{Fe{{\left( OH \right)}_{2}}}}}{4}$
Hướng dẫn giải:
- Vì ${{m}_{E}}<{{m}_{X}}\Rightarrow $ Kim loại dư, AgNO3 và Cu(NO3)2 hết
- Nếu Y có Mg dư thì Fe còn nguyên $\Rightarrow $ dung dịch Z chỉ có Mg(NO3)2 thì E là MgO (loại vì một chất không thể tạo ra hỗn hợp E)
- Sơ đồ:
$\left\{ \begin{aligned}
& \underbrace{Mg}_{a} \\
& \underbrace{Fe}_{b}p/u \\
& \underbrace{Fe}_{c}du \\
\end{aligned} \right.+\left\{ \begin{aligned}
& AgN{{O}_{3}} 0,15x \\
& Cu{{\left( N{{O}_{3}} \right)}_{2}} 0,3x \\
\end{aligned} \right.\to \left\langle \begin{aligned}
& Y:Ag,Cu,Fe\xrightarrow{{{H}_{2}}S{{O}_{4 dac}}}\left\{ \begin{aligned}
& A{{g}^{+}},C{{u}^{2+}},F{{e}^{3+}} \\
& S{{O}_{2}} 0,675 \\
\end{aligned} \right. \\
& Z\left\{ \begin{aligned}
& M{{g}^{2+}} a \\
& F{{e}^{2+}} b \\
& NO_{3}^{-} 0,75x \\
\end{aligned} \right.\xrightarrow{NaOH}\left\{ \begin{aligned}
& Mg{{\left( OH \right)}_{2}} \\
& Fe{{\left( OH \right)}_{2}} \\
\end{aligned} \right.\xrightarrow{\underbrace{{{O}_{2}}}_{0,25b}}\left\{ \begin{aligned}
& MgO \text{ a} \\
& F{{e}_{2}}{{O}_{3}}\text{ 0}\text{,5b} \\
\end{aligned} \right. \\
\end{aligned} \right.$
- BTNT Mg, Fe: $\left\{ \begin{aligned}
& {{n}_{MgO}}={{n}_{Mg}}=a mol \\
& {{n}_{F{{e}_{2}}{{O}_{3}}}}=\dfrac{{{n}_{Fe}}}{2}=0,5b \\
\end{aligned} \right.$
- Khi nung kết tủa thì 4Fe(OH)2 + O2 $\xrightarrow{t{}^\circ }$ 2Fe2O3 + 2H2O $\Rightarrow {{n}_{{{O}_{2}}}}=\dfrac{{{n}_{Fe{{\left( OH \right)}_{2}}}}}{4}=0,25b$
- Lập hệ phương trình: $\left\{ \begin{aligned}
& {{m}_{X}}=24a+56b+56c=22,08 \\
& {{m}_{oxit}}=40a+160.0,5b=21,6 \\
& \underbrace{2a+3b+3c=2\underbrace{{{n}_{S{{O}_{2}}}}}_{0,675}+4\underbrace{{{n}_{{{O}_{2}}}}}_{0,25b}}_{\text{Bao toan electron cho ca qua trinh}} \\
\end{aligned} \right.\Rightarrow \left\{ \begin{aligned}
& a=0,36 mol \\
& b=0,09 mol \\
& c=0,15 mol \\
\end{aligned} \right.$
- Bảo toàn điện tích cho Z: 2a + 2b = 0,75x $\Rightarrow $ x = 1,2 mol/lít
- Xác định X tác dụng với muối thì kim loại hết hay dư dựa vào so sánh ${{m}_{X}}$ với ${{m}_{E}}$
- Vì hỗn hợp E gồm MgO và Fe2O3 $\Rightarrow $ Mg phản ứng hết, Fe chỉ phản ứng một phần.
- Đặt ẩn số rồi lập các phương trình toán học, tuy nhiên một phương pháp hợp lí áp dụng định luật bảo toàn electron cho cả quá trình.
- Khi nung kết tủa thì Fe(OH)2 tác dụng với oxi, vậy "chìa khóa" để áp dụng bảo toàn electron là tìm số O2 tham gia phản ứng:
4Fe(OH)2 + O2 $\xrightarrow{t{}^\circ }$ 2Fe2O3 + 4H2O $\Rightarrow {{n}_{{{O}_{2}}}}=\dfrac{{{n}_{Fe{{\left( OH \right)}_{2}}}}}{4}$
Hướng dẫn giải:
- Vì ${{m}_{E}}<{{m}_{X}}\Rightarrow $ Kim loại dư, AgNO3 và Cu(NO3)2 hết
- Nếu Y có Mg dư thì Fe còn nguyên $\Rightarrow $ dung dịch Z chỉ có Mg(NO3)2 thì E là MgO (loại vì một chất không thể tạo ra hỗn hợp E)
- Sơ đồ:
$\left\{ \begin{aligned}
& \underbrace{Mg}_{a} \\
& \underbrace{Fe}_{b}p/u \\
& \underbrace{Fe}_{c}du \\
\end{aligned} \right.+\left\{ \begin{aligned}
& AgN{{O}_{3}} 0,15x \\
& Cu{{\left( N{{O}_{3}} \right)}_{2}} 0,3x \\
\end{aligned} \right.\to \left\langle \begin{aligned}
& Y:Ag,Cu,Fe\xrightarrow{{{H}_{2}}S{{O}_{4 dac}}}\left\{ \begin{aligned}
& A{{g}^{+}},C{{u}^{2+}},F{{e}^{3+}} \\
& S{{O}_{2}} 0,675 \\
\end{aligned} \right. \\
& Z\left\{ \begin{aligned}
& M{{g}^{2+}} a \\
& F{{e}^{2+}} b \\
& NO_{3}^{-} 0,75x \\
\end{aligned} \right.\xrightarrow{NaOH}\left\{ \begin{aligned}
& Mg{{\left( OH \right)}_{2}} \\
& Fe{{\left( OH \right)}_{2}} \\
\end{aligned} \right.\xrightarrow{\underbrace{{{O}_{2}}}_{0,25b}}\left\{ \begin{aligned}
& MgO \text{ a} \\
& F{{e}_{2}}{{O}_{3}}\text{ 0}\text{,5b} \\
\end{aligned} \right. \\
\end{aligned} \right.$
- BTNT Mg, Fe: $\left\{ \begin{aligned}
& {{n}_{MgO}}={{n}_{Mg}}=a mol \\
& {{n}_{F{{e}_{2}}{{O}_{3}}}}=\dfrac{{{n}_{Fe}}}{2}=0,5b \\
\end{aligned} \right.$
- Khi nung kết tủa thì 4Fe(OH)2 + O2 $\xrightarrow{t{}^\circ }$ 2Fe2O3 + 2H2O $\Rightarrow {{n}_{{{O}_{2}}}}=\dfrac{{{n}_{Fe{{\left( OH \right)}_{2}}}}}{4}=0,25b$
- Lập hệ phương trình: $\left\{ \begin{aligned}
& {{m}_{X}}=24a+56b+56c=22,08 \\
& {{m}_{oxit}}=40a+160.0,5b=21,6 \\
& \underbrace{2a+3b+3c=2\underbrace{{{n}_{S{{O}_{2}}}}}_{0,675}+4\underbrace{{{n}_{{{O}_{2}}}}}_{0,25b}}_{\text{Bao toan electron cho ca qua trinh}} \\
\end{aligned} \right.\Rightarrow \left\{ \begin{aligned}
& a=0,36 mol \\
& b=0,09 mol \\
& c=0,15 mol \\
\end{aligned} \right.$
- Bảo toàn điện tích cho Z: 2a + 2b = 0,75x $\Rightarrow $ x = 1,2 mol/lít
Đáp án B.