Câu hỏi: Hoà tan hoàn toàn 14,22 gam Al bằng dung dịch $HN{{O}_{3}}$ loãng (ư), thu được dung dịch X và 1,344 lít (ở đktc) hỗn hợp khí Y gồm hai khí là ${{N}_{2}}Ov\grave{a}{{N}_{2}}.$ Tỉ khối của hỗn hợp khí Y so với khí ${{H}_{2}}$ là 18. Cô cạn dung dịch X, thu được m gam chất rắn khan. Giá trị của m là
A. 38,34
B. 122,58
C. 106,38
D. 97,98
A. 38,34
B. 122,58
C. 106,38
D. 97,98
Phương pháp:
Dựa vào thể tích và tỉ khối của hỗn hợp khí Y để tìm số mol ${{N}_{2}}O$ và N.
Áp dụng định luật bảo toàn electron để chứng minh được trong dung dịch X có chứa $N{{H}_{4}}^{+}.$
Cũng dùng bảo toàn electron tìm được số mol $N{{H}_{4}}^{+}.$ Vậy chất rắn khan thu được có $Al{{\left( N{{O}_{3}} \right)}_{3}}$ và $N{{H}_{4}}N{{O}_{3}}.$ Từ đó tính được giá trị m.
Hướng dẫn giải:
Đặt ${{n}_{N2O}}=xmol;{{n}_{N2}}=ymol~$
Ta có hệ pt:
$\left\{ \begin{aligned}
& {{n}_{khi}}=x+y=0,06 \\
& {{n}_{khi}}=44x+28y=0,06.\left( 18.2 \right) \\
\end{aligned} \right.\to \left\{ \begin{aligned}
& x=0,03 \\
& y=0,03 \\
\end{aligned} \right.~~$
${{n}_{Al}}=79/150mol={{n}_{Al\left( NO3 \right)3}}$
Quá trình cho e:
$\begin{aligned}
& ~Al \to A{{l}^{3+}}+3e\left( 1 \right) \\
& 79/150\to 1,58mol~ \\
\end{aligned}$
Quá trình nhận e:
$\begin{array}{*{35}{l}}
2NO{{3}^{-}}+10e+12{{H}^{+}}\to {{N}_{2}}+6H2O\left( 2 \right)~ \\
0,3 \leftarrow 0,03mol \\
\end{array}$
$\begin{array}{*{35}{l}}
2NO{{3}^{-}}+8e+10{{H}^{+}}\to {{N}_{2}}O+5{{H}_{2}}O\left( 3 \right)~ \\
0,24 \leftarrow 0,03mol \\
\end{array}$
Ta thấy: ${{n}_{enhan\left( 2 \right)v\grave{a}\left( 3 \right)}}=0,3+0,24=0,54mol<{{n}_{echo\left( 1 \right)}}=1,58mol$
Do đó còn xảy ra quá trình nhận e: ${{n}_{enhano\left( 4 \right)}}=1,58-0,54=1,04mol$
$\begin{array}{*{35}{l}}
NO{{3}^{-}}+8e+10{{H}^{+}}\to NH{{4}^{+}}+3{{H}_{2}}O\left( 4 \right)~ \\
1,04 \to 0,13mol \\
\end{array}$
Dung dịch X chứa 79/150 mol $Al{{\left( N{{O}_{3}} \right)}_{3}}v\grave{a}0,13molN{{H}_{4}}N{{O}_{3}}~$
$\to m=(79/150).213+0,13.80=122,58\left( gam \right)~$
Dựa vào thể tích và tỉ khối của hỗn hợp khí Y để tìm số mol ${{N}_{2}}O$ và N.
Áp dụng định luật bảo toàn electron để chứng minh được trong dung dịch X có chứa $N{{H}_{4}}^{+}.$
Cũng dùng bảo toàn electron tìm được số mol $N{{H}_{4}}^{+}.$ Vậy chất rắn khan thu được có $Al{{\left( N{{O}_{3}} \right)}_{3}}$ và $N{{H}_{4}}N{{O}_{3}}.$ Từ đó tính được giá trị m.
Hướng dẫn giải:
Đặt ${{n}_{N2O}}=xmol;{{n}_{N2}}=ymol~$
Ta có hệ pt:
$\left\{ \begin{aligned}
& {{n}_{khi}}=x+y=0,06 \\
& {{n}_{khi}}=44x+28y=0,06.\left( 18.2 \right) \\
\end{aligned} \right.\to \left\{ \begin{aligned}
& x=0,03 \\
& y=0,03 \\
\end{aligned} \right.~~$
${{n}_{Al}}=79/150mol={{n}_{Al\left( NO3 \right)3}}$
Quá trình cho e:
$\begin{aligned}
& ~Al \to A{{l}^{3+}}+3e\left( 1 \right) \\
& 79/150\to 1,58mol~ \\
\end{aligned}$
Quá trình nhận e:
$\begin{array}{*{35}{l}}
2NO{{3}^{-}}+10e+12{{H}^{+}}\to {{N}_{2}}+6H2O\left( 2 \right)~ \\
0,3 \leftarrow 0,03mol \\
\end{array}$
$\begin{array}{*{35}{l}}
2NO{{3}^{-}}+8e+10{{H}^{+}}\to {{N}_{2}}O+5{{H}_{2}}O\left( 3 \right)~ \\
0,24 \leftarrow 0,03mol \\
\end{array}$
Ta thấy: ${{n}_{enhan\left( 2 \right)v\grave{a}\left( 3 \right)}}=0,3+0,24=0,54mol<{{n}_{echo\left( 1 \right)}}=1,58mol$
Do đó còn xảy ra quá trình nhận e: ${{n}_{enhano\left( 4 \right)}}=1,58-0,54=1,04mol$
$\begin{array}{*{35}{l}}
NO{{3}^{-}}+8e+10{{H}^{+}}\to NH{{4}^{+}}+3{{H}_{2}}O\left( 4 \right)~ \\
1,04 \to 0,13mol \\
\end{array}$
Dung dịch X chứa 79/150 mol $Al{{\left( N{{O}_{3}} \right)}_{3}}v\grave{a}0,13molN{{H}_{4}}N{{O}_{3}}~$
$\to m=(79/150).213+0,13.80=122,58\left( gam \right)~$
Đáp án B.