Câu hỏi: Cho 77,1 gam hỗn hợp X gồm Mg, Al, ZnO và Fe(NO3)2 tan hoàn toàn trong dung dịch chứa 725 ml dung dịch H2SO4 2M loãng. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch Y chỉ chứa 193,1 gam muối sunfat trung hòa và 7,84 lít (đktc) khí Z gồm hai khí trong đó có một khí hóa nâu ngoài không khí, tỉ khối của Z so với He là 4,5. Phần trăm khối lượng của Mg có trong hỗn hợp X gần nhấtvới giá trị nào sau đây
A. 20.
B. 14.
C. 12.
D. 12,5.
A. 20.
B. 14.
C. 12.
D. 12,5.
Hướng dẫn giải:
725 ml = 0,725 (lít)
nH2SO4 = VH2SO4. CM = 0,725x 2 = 1,45 (mol)
Do Y chỉ chứa muối sunfat => NO3 chuyển hết sang khí NO (khí hóa nâu trong không khí)
Mặt khác: MZ = 4,5.MHe = 4,5.4= 18 (g/mol)
→ Khí còn lại trong 2 phải có PTK nhỏ hơn 18 → khí này phải là H2
nZ = 7,84 : 22,4 = 0,35 (mol)
có hệ:
Bảo toàn khối lượng: mX + mH2SO4 = mmuối + mZ + mH2O
→ 77,1 + 1,4598 = 193,1 + 18×0,35 + mH2O
→ mH2o = 19,8 (g) → nH20 = 19,8 : 18 = 1,1 (mol)
Bảo toàn H→ 2nH2SO4 = 4nNH4+ + 2nH2O + 2nH2
→ nNH4+ = (2.1,45 - 2.1,1 – 2.0,15)/4 = 0,1 (mol)
Bảotoàn H→ nFe(NO3)2 = (nNH4+ + nNO)/2 =(0,1+0,2)/2 = 0,15 (mol)
Các bán phản ứng H+ tham gia vào quá trình phản ứng
4H+ +
10H+ +
2H+ + 2e → H2
H+ + O2- → H2O
→ nH+ =4nNO + 10nNH4+ + 2nH2 + 2nO trong oxit ( nH+ bđ = 2nH2SO4)
→ nO trong oxit =2.1,45 – 4.0,2 – 10.0,1 – 2.0,15 = 0,4 (mol)
→ nZnO = nO trong oxit= 0,4 (mol)
Đặt a, b là số mol Mg và Al
→ mX = mMg + mAl + mZnO + mFe(NO3)2
→ mX = 24a + 27b +0,4.81 +0,15.180 = 77,1
→ 24a + 27b = 17,7 (1)
Bảo toàn e có: 2nMg + 3nAl = 3nNO + 2nH2 + 8nNH4+
→ 2a + 3b = 3.0,2 +2.0,15 +8.0,1
→ 2a + 3b = 1,7 (II)
giải hệ phương trình (I) và (II) ta được: a= 0,4 và b = 0,3
→nMg = 0,4 (mol) → mMg = 0,4.24 = 9,6 (g)
%Mg = (mMg : mX) 100% =(9,6177,1).100% = 12,45% gần nhấtvới 12,5%
725 ml = 0,725 (lít)
nH2SO4 = VH2SO4. CM = 0,725x 2 = 1,45 (mol)
Do Y chỉ chứa muối sunfat => NO3 chuyển hết sang khí NO (khí hóa nâu trong không khí)
Mặt khác: MZ = 4,5.MHe = 4,5.4= 18 (g/mol)
→ Khí còn lại trong 2 phải có PTK nhỏ hơn 18 → khí này phải là H2
nZ = 7,84 : 22,4 = 0,35 (mol)
có hệ:
Bảo toàn khối lượng: mX + mH2SO4 = mmuối + mZ + mH2O
→ 77,1 + 1,4598 = 193,1 + 18×0,35 + mH2O
→ mH2o = 19,8 (g) → nH20 = 19,8 : 18 = 1,1 (mol)
Bảo toàn H→ 2nH2SO4 = 4nNH4+ + 2nH2O + 2nH2
→ nNH4+ = (2.1,45 - 2.1,1 – 2.0,15)/4 = 0,1 (mol)
Bảotoàn H→ nFe(NO3)2 = (nNH4+ + nNO)/2 =(0,1+0,2)/2 = 0,15 (mol)
Các bán phản ứng H+ tham gia vào quá trình phản ứng
4H+ +
10H+ +
2H+ + 2e → H2
H+ + O2- → H2O
→ nH+ =4nNO + 10nNH4+ + 2nH2 + 2nO trong oxit ( nH+ bđ = 2nH2SO4)
→ nO trong oxit =2.1,45 – 4.0,2 – 10.0,1 – 2.0,15 = 0,4 (mol)
→ nZnO = nO trong oxit= 0,4 (mol)
Đặt a, b là số mol Mg và Al
→ mX = mMg + mAl + mZnO + mFe(NO3)2
→ mX = 24a + 27b +0,4.81 +0,15.180 = 77,1
→ 24a + 27b = 17,7 (1)
Bảo toàn e có: 2nMg + 3nAl = 3nNO + 2nH2 + 8nNH4+
→ 2a + 3b = 3.0,2 +2.0,15 +8.0,1
→ 2a + 3b = 1,7 (II)
giải hệ phương trình (I) và (II) ta được: a= 0,4 và b = 0,3
→nMg = 0,4 (mol) → mMg = 0,4.24 = 9,6 (g)
%Mg = (mMg : mX) 100% =(9,6177,1).100% = 12,45% gần nhấtvới 12,5%
Đáp án D.