Google
Câu hỏi: Để hòa tan hết 38,36 gam hỗn hợp R gồm Mg, Fe3O4, Fe(NO3)2 cần 0,87 mol dung dịch H2SO4 loãng, sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 111,46 gam muối sunfat trung hòa và 5,6 lít (đktc) hỗn hợp khí X gồm hai khí không màu, tỉ khối hơi của X so với H2 là 3,8 (biết có một khí không màu hóa nâu ngoài không khí). Phần trăm khối lượng Mg trong R gần nhất với giá trị nào sau đây?
A. 28,15%.
B. 10,80%.
C. 25,51%.
D. 31,28%.
A. 28,15%.
B. 10,80%.
C. 25,51%.
D. 31,28%.
Phương pháp giải:
- Xét hỗn hợp khí:
+) MX = 7,6 ⟹ Trong X chứa H2.
+) Khí không màu hóa nâu trong không khí là NO.
Tìm số mol NO, H2 trong X bằng phương pháp đường chéo hoặc đặt ẩn giải hệ.
- BTKL: mH2O = mR + mH2SO4 - mmuối - mX
- BTNT H: nNH4+ = (2nH2SO4 - 2nH2 - 2nH2O) : 4
- BTNT N: nFe(NO3)2 = (nNH4+ + nNO) : 2
- Ion H+ tham gia vào các quá trình sau:
4H+ + NO3- + 3e → NO + 2H2O
10H+ + NO3- + 3e → NH4+ + 3H2O
2H+ + 2e → H2
2H+ + O2- → H2O
⟹ nH+ = 4nNO + 10nNH4+ + 2nH2 + 2nO2-
⟹ nO2- ⟹ nFe3O4
⟹ mMg = mR - mFe(NO3)2 - mFe3O4 ⟹ %mMg
Giải chi tiết:
- Xét hỗn hợp khí X:
+) MX = 7,6 ⟹ Trong X chứa H2.
+) Khí không màu hóa nâu trong không khí là NO.
Đặt nNO = x mol và nH2 = y mol.
⟹ $\left\{ \begin{array}{*{35}{l}}
x+y=0,25 \\
30x+2y=0,25.7,6=1,9 \\
\end{array} \right.$ ⟹ x = 0,05; y = 0,2.
- BTKL: mH2O = mR + mH2SO4 - mmuối - mX = 38,6 + 0,87.98 - 111,46 - 1,9 = 10,26 g ⟹ nH2O = 0,57 mol.
- BTNT H: nNH4+ = (2nH2SO4 - 2nH2 - 2nH2O) : 4 = (2.0,87 - 2.0,2 - 2.0,57) : 4 = 0,05 mol.
- BTNT N: nFe(NO3)2 = (nNH4+ + nNO) : 2 = (0,05 + 0,05) : 2 = 0,05 mol.
- Ion H+ tham gia vào các quá trình sau:
4H+ + NO3- + 3e → NO + 2H2O
10H+ + NO3- + 3e → NH4+ + 3H2O
2H+ + 2e → H2
2H+ + O2- → H2O
⟹ nH+ = 4nNO + 10nNH4+ + 2nH2 + 2nO2-
⟹ nO2- = (2.0,87 - 4.0,05 - 10.0,05 - 2.0,2) : 2 = 0,32 mol
⟹ nFe3O4 = 0,32/4 = 0,08 mol
⟹ mMg = mR - mFe(NO3)2 - mFe3O4 = 38,36 - 0,05.180 - 0,08.232 = 10,8 gam.
⟹ %mMg = (10,8/38,36). 100% ≈ 28,154%.
- Xét hỗn hợp khí:
+) MX = 7,6 ⟹ Trong X chứa H2.
+) Khí không màu hóa nâu trong không khí là NO.
Tìm số mol NO, H2 trong X bằng phương pháp đường chéo hoặc đặt ẩn giải hệ.
- BTKL: mH2O = mR + mH2SO4 - mmuối - mX
- BTNT H: nNH4+ = (2nH2SO4 - 2nH2 - 2nH2O) : 4
- BTNT N: nFe(NO3)2 = (nNH4+ + nNO) : 2
- Ion H+ tham gia vào các quá trình sau:
4H+ + NO3- + 3e → NO + 2H2O
10H+ + NO3- + 3e → NH4+ + 3H2O
2H+ + 2e → H2
2H+ + O2- → H2O
⟹ nH+ = 4nNO + 10nNH4+ + 2nH2 + 2nO2-
⟹ nO2- ⟹ nFe3O4
⟹ mMg = mR - mFe(NO3)2 - mFe3O4 ⟹ %mMg
Giải chi tiết:
- Xét hỗn hợp khí X:
+) MX = 7,6 ⟹ Trong X chứa H2.
+) Khí không màu hóa nâu trong không khí là NO.
Đặt nNO = x mol và nH2 = y mol.
⟹ $\left\{ \begin{array}{*{35}{l}}
x+y=0,25 \\
30x+2y=0,25.7,6=1,9 \\
\end{array} \right.$ ⟹ x = 0,05; y = 0,2.
- BTKL: mH2O = mR + mH2SO4 - mmuối - mX = 38,6 + 0,87.98 - 111,46 - 1,9 = 10,26 g ⟹ nH2O = 0,57 mol.
- BTNT H: nNH4+ = (2nH2SO4 - 2nH2 - 2nH2O) : 4 = (2.0,87 - 2.0,2 - 2.0,57) : 4 = 0,05 mol.
- BTNT N: nFe(NO3)2 = (nNH4+ + nNO) : 2 = (0,05 + 0,05) : 2 = 0,05 mol.
- Ion H+ tham gia vào các quá trình sau:
4H+ + NO3- + 3e → NO + 2H2O
10H+ + NO3- + 3e → NH4+ + 3H2O
2H+ + 2e → H2
2H+ + O2- → H2O
⟹ nH+ = 4nNO + 10nNH4+ + 2nH2 + 2nO2-
⟹ nO2- = (2.0,87 - 4.0,05 - 10.0,05 - 2.0,2) : 2 = 0,32 mol
⟹ nFe3O4 = 0,32/4 = 0,08 mol
⟹ mMg = mR - mFe(NO3)2 - mFe3O4 = 38,36 - 0,05.180 - 0,08.232 = 10,8 gam.
⟹ %mMg = (10,8/38,36). 100% ≈ 28,154%.
Đáp án A.