Google
Câu hỏi: Để m gam hỗn hợp X gồm Al, Mg và Fe trong không khí, sau một thời gian thu được 27 gam rắn Y. Hòa tan hoàn toàn Y vào hỗn hợp T gồm H2SO4 và HNO3 có tỉ lệ mol tương ứng là 1: 0,25 thì thu được dung dịch Z chỉ chứa muối sunfat trung hòa và 3,48 gam hỗn hợp khí T chỉ chứa 4 khí là sản phẩm khử của Nt. Trong T, oxi chiếm 25% tổng số nguyên tử. Dung dịch Z phản ứng được tối đa với 0,85 mol Ba(OH)2 thu được 227,34 gam kết tủa A. Giá trị của m gần nhất với giá trị nào sau đây?
A. $28,6.~$
B. $22,7~~$
C. $26,4$
D. $21,9.$
A. $28,6.~$
B. $22,7~~$
C. $26,4$
D. $21,9.$
Phương pháp:
Trong hỗn hợp khí T, oxi chiếm 25% số nguyên tử, nên nito chiếm 75% số nguyên tử. Do đó có thể quy đổi hỗn hợp khí T thành N3O
Sơ đồ hóa bài toán:
$\text{m}(\text{g})\text{X}\left\{ \begin{array}{*{35}{l}}
\text{Al} \\
\text{Mg} \\
\text{Fe} \\
\end{array} \right\}\xrightarrow{+{{O}_{2}}}27(\text{g})\text{Y}\left\{ \begin{array}{*{35}{l}}
\text{Al} \\
\text{Mg} \\
\text{Fe} \\
\text{O} \\
\end{array} \right\} $ $ \xrightarrow{\left\{ \begin{smallmatrix}
{{H}_{2}}S{{O}_{4}}X \\
HN{{O}_{3}}:0,25X
\end{smallmatrix} \right.}3,48(\text{g})\text{T}\left( \begin{array}{*{35}{l}}
\text{O}:25\% \\
\text{N}:75\% \\
\end{array} \right)+\text{Z} $ $ \left\{ \begin{array}{*{35}{l}}
\text{A}{{\text{l}}^{3+}} \\
\text{M}{{\text{g}}^{2+}} \\
\text{F}{{\text{e}}^{\text{a}+}} \\
\text{NH}_{4}^{+} \\
\text{SO}_{4}^{2-} \\
\end{array} \right\}{{\xrightarrow{+\text{Ba}{{(\text{OH})}_{2}},0,85}}_{{}}}=227,34(\text{g})\downarrow $
Giả sử 27 gam chất rắn Y có chứa y gam kim loại và z mol O.
$16{{\text{H}}^{+}}+3\text{N}{{\text{O}}_{{{\text{3}}^{^{-}}}}}+13\text{e}\to {{\text{N}}_{3}}\text{O}+8{{\text{H}}_{2}}\text{O}$
Ta có: ${{\text{n}}_{{{\text{H}}^{+}}}}=2,25\text{x}=16.{{\text{n}}_{\text{N}3\text{O}}}+10.{{\text{m}}_{\text{NH}4+}}+2.{{\text{n}}_{\text{O}}}_{\left( trongY \right)}$.
Nếu cho dung dịch Z phản ứng vừa đủ với Ba(OH)2 thì thu được 227,34 + 78.2.(0,85-x) gam kết tủa gồm:
{x mol BaSO4; OH có số mol nOH- = n điện tích kim loại = 1,75x + 0,18 (mol); y gam kim loại}
Lập các phương trình về khối lượng Y, số mol H+ và khối lượng kết tủa, từ đó tìm được x, y và z.
Hướng dẫn giải:
Đặt nH2SO4 =x mol và nHNO3 = 0,25x mol
Trong hỗn hợp khí T, oxi chiếm 25% số nguyên tử, nên nito chiếm 75% số nguyên tử. Do đó có thể quy đổi hỗn hợp khí T thành N3O + nN3O= 3,48 : 58 = 0,06 mol
Sơ đồ hóa bài toán:
$\text{m}(\text{g})\text{X}\left\{ \begin{array}{*{35}{l}}
\text{Al} \\
\text{Mg} \\
\text{Fe} \\
\end{array} \right\}\xrightarrow{+{{O}_{2}}}27(\text{g})\text{Y}\left\{ \begin{array}{*{35}{l}}
\text{Al} \\
\text{Mg} \\
\text{Fe} \\
\text{O} \\
\end{array} \right\} $ $ \xrightarrow{+\left\{ \begin{smallmatrix}
{{H}_{2}}S{{O}_{4}}:X \\
HN{{O}_{3}}:0,25X
\end{smallmatrix} \right.}3,48(g)T\left( \begin{array}{*{35}{l}}
O:25\% \\
N:75\% \\
\end{array} \right)+Z $ $ \left\{ \begin{array}{*{35}{l}}
\text{A}{{\text{l}}^{3+}} \\
\text{M}{{\text{g}}^{2+}} \\
\text{F}{{\text{e}}^{++}} \\
\text{NH}_{4}^{+} \\
\text{SO}_{+}^{2-} \\
\end{array} \right\}\xrightarrow{+Ba{{\left( OH \right)}_{2}}:0,85}227,34(\text{g})\downarrow $
Bảo toàn nguyên tố N ta có: nNH4+ (dung dịch Z) = 0,25x - 0,06.3 = 0,25x - 0,18 (mol)
Dung dịch Z phản ứng được tối đa với 0,85 mol Ba(OH)2 thu được 227,34 gam kết tủa A.
Kết tủa A chứa BaSO4, Mg(OH)2, Fe(OH)a
Bảo toàn nhóm $\text{SO}_{4}^{2-}$ ta có: ${{n}_{BaSO4}}={{n}_{H2SO4}}=x\text{ mol }$
Bảo toàn nguyên tố Ba ta có: ${{\text{n}}_{\text{Ba}(\text{AlO}2)2}}=0,85-\text{x}(\text{mol})$
Giả sử 27 gam chất rắn Y có chứa y gam kim loại và z mol O.
$\begin{array}{*{35}{l}}
\Rightarrow y+16z=27(1) \\
16{{H}^{+}}+3N{{O}_{{{3}^{^{-}}}}}+13e\to {{N}_{3}}O+8{{H}_{2}}O \\
\end{array}$
Ta có: ${{\text{n}}_{\text{H}+}}=2,25\text{x}=16.{{\text{n}}_{\text{N}3\text{O}}}+10.{{\text{m}}_{\text{NH}4+}}+2.{{\text{n}}_{\text{O}}}{{}_{(\text{trongY})}}=16.0,06+10.(0,25\text{x}-0,18)+2\text{z}$
$\to -0,84+0,25x+2z=0 (2)$
Nếu cho dung dịch Z phản ứng vừa đủ với Ba(OH)2 thì thu được 227,34 +78.2.(0,85-x) gam kết tủa gồm:
{ $\text{x mol BaS}{{\text{O}}_{4}};\text{O}{{\text{H}}^{-}}$ có số mol nOH- = n điện tích kim loại = 1,75x + 0,18 (mol); y gam kim loại}
$\to 233x+17.\left( 1,75x+0,18 \right)+y=227,34+78.2.\left( 0,85-x \right)$
$\to 418,75x+y=356,88\left( 3 \right)$
Giải hệ (1), (2) và (3) ta tìm được $x=0,8mol;y=21,88$ gam và $z=0,32mol$
Do đó $m=y=21,88$ gam. Giá trị của m gần nhất với giá trị $21,9.$
Trong hỗn hợp khí T, oxi chiếm 25% số nguyên tử, nên nito chiếm 75% số nguyên tử. Do đó có thể quy đổi hỗn hợp khí T thành N3O
Sơ đồ hóa bài toán:
$\text{m}(\text{g})\text{X}\left\{ \begin{array}{*{35}{l}}
\text{Al} \\
\text{Mg} \\
\text{Fe} \\
\end{array} \right\}\xrightarrow{+{{O}_{2}}}27(\text{g})\text{Y}\left\{ \begin{array}{*{35}{l}}
\text{Al} \\
\text{Mg} \\
\text{Fe} \\
\text{O} \\
\end{array} \right\} $ $ \xrightarrow{\left\{ \begin{smallmatrix}
{{H}_{2}}S{{O}_{4}}X \\
HN{{O}_{3}}:0,25X
\end{smallmatrix} \right.}3,48(\text{g})\text{T}\left( \begin{array}{*{35}{l}}
\text{O}:25\% \\
\text{N}:75\% \\
\end{array} \right)+\text{Z} $ $ \left\{ \begin{array}{*{35}{l}}
\text{A}{{\text{l}}^{3+}} \\
\text{M}{{\text{g}}^{2+}} \\
\text{F}{{\text{e}}^{\text{a}+}} \\
\text{NH}_{4}^{+} \\
\text{SO}_{4}^{2-} \\
\end{array} \right\}{{\xrightarrow{+\text{Ba}{{(\text{OH})}_{2}},0,85}}_{{}}}=227,34(\text{g})\downarrow $
Giả sử 27 gam chất rắn Y có chứa y gam kim loại và z mol O.
$16{{\text{H}}^{+}}+3\text{N}{{\text{O}}_{{{\text{3}}^{^{-}}}}}+13\text{e}\to {{\text{N}}_{3}}\text{O}+8{{\text{H}}_{2}}\text{O}$
Ta có: ${{\text{n}}_{{{\text{H}}^{+}}}}=2,25\text{x}=16.{{\text{n}}_{\text{N}3\text{O}}}+10.{{\text{m}}_{\text{NH}4+}}+2.{{\text{n}}_{\text{O}}}_{\left( trongY \right)}$.
Nếu cho dung dịch Z phản ứng vừa đủ với Ba(OH)2 thì thu được 227,34 + 78.2.(0,85-x) gam kết tủa gồm:
{x mol BaSO4; OH có số mol nOH- = n điện tích kim loại = 1,75x + 0,18 (mol); y gam kim loại}
Lập các phương trình về khối lượng Y, số mol H+ và khối lượng kết tủa, từ đó tìm được x, y và z.
Hướng dẫn giải:
Đặt nH2SO4 =x mol và nHNO3 = 0,25x mol
Trong hỗn hợp khí T, oxi chiếm 25% số nguyên tử, nên nito chiếm 75% số nguyên tử. Do đó có thể quy đổi hỗn hợp khí T thành N3O + nN3O= 3,48 : 58 = 0,06 mol
Sơ đồ hóa bài toán:
$\text{m}(\text{g})\text{X}\left\{ \begin{array}{*{35}{l}}
\text{Al} \\
\text{Mg} \\
\text{Fe} \\
\end{array} \right\}\xrightarrow{+{{O}_{2}}}27(\text{g})\text{Y}\left\{ \begin{array}{*{35}{l}}
\text{Al} \\
\text{Mg} \\
\text{Fe} \\
\text{O} \\
\end{array} \right\} $ $ \xrightarrow{+\left\{ \begin{smallmatrix}
{{H}_{2}}S{{O}_{4}}:X \\
HN{{O}_{3}}:0,25X
\end{smallmatrix} \right.}3,48(g)T\left( \begin{array}{*{35}{l}}
O:25\% \\
N:75\% \\
\end{array} \right)+Z $ $ \left\{ \begin{array}{*{35}{l}}
\text{A}{{\text{l}}^{3+}} \\
\text{M}{{\text{g}}^{2+}} \\
\text{F}{{\text{e}}^{++}} \\
\text{NH}_{4}^{+} \\
\text{SO}_{+}^{2-} \\
\end{array} \right\}\xrightarrow{+Ba{{\left( OH \right)}_{2}}:0,85}227,34(\text{g})\downarrow $
Bảo toàn nguyên tố N ta có: nNH4+ (dung dịch Z) = 0,25x - 0,06.3 = 0,25x - 0,18 (mol)
Dung dịch Z phản ứng được tối đa với 0,85 mol Ba(OH)2 thu được 227,34 gam kết tủa A.
Kết tủa A chứa BaSO4, Mg(OH)2, Fe(OH)a
Bảo toàn nhóm $\text{SO}_{4}^{2-}$ ta có: ${{n}_{BaSO4}}={{n}_{H2SO4}}=x\text{ mol }$
Bảo toàn nguyên tố Ba ta có: ${{\text{n}}_{\text{Ba}(\text{AlO}2)2}}=0,85-\text{x}(\text{mol})$
Giả sử 27 gam chất rắn Y có chứa y gam kim loại và z mol O.
$\begin{array}{*{35}{l}}
\Rightarrow y+16z=27(1) \\
16{{H}^{+}}+3N{{O}_{{{3}^{^{-}}}}}+13e\to {{N}_{3}}O+8{{H}_{2}}O \\
\end{array}$
Ta có: ${{\text{n}}_{\text{H}+}}=2,25\text{x}=16.{{\text{n}}_{\text{N}3\text{O}}}+10.{{\text{m}}_{\text{NH}4+}}+2.{{\text{n}}_{\text{O}}}{{}_{(\text{trongY})}}=16.0,06+10.(0,25\text{x}-0,18)+2\text{z}$
$\to -0,84+0,25x+2z=0 (2)$
Nếu cho dung dịch Z phản ứng vừa đủ với Ba(OH)2 thì thu được 227,34 +78.2.(0,85-x) gam kết tủa gồm:
{ $\text{x mol BaS}{{\text{O}}_{4}};\text{O}{{\text{H}}^{-}}$ có số mol nOH- = n điện tích kim loại = 1,75x + 0,18 (mol); y gam kim loại}
$\to 233x+17.\left( 1,75x+0,18 \right)+y=227,34+78.2.\left( 0,85-x \right)$
$\to 418,75x+y=356,88\left( 3 \right)$
Giải hệ (1), (2) và (3) ta tìm được $x=0,8mol;y=21,88$ gam và $z=0,32mol$
Do đó $m=y=21,88$ gam. Giá trị của m gần nhất với giá trị $21,9.$
Đáp án D.