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

Câu hỏi số 376224:

Vận dụng cao

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 nhất với giá trị nào sau đây

A. 20.

B. 14.

C. 12.

D. 12,5.

Đáp án đúng là: D

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:376224

Phương pháp giải

Suy luận được hh khí Z gồm NO và H₂. Tính được số mol mỗi khí

Bảo toàn khối lượng m_X + m_H2SO4 = m_muối + m_Z + m_H2O → m_H2O = ?(g) → n_H2O = ? (mol)

Bảo toàn H → 2n_H2SO4 = 4n_NH4+ + 2n_H2O + 2n_H2→ n_NH4+ = ? (mol)

Bảo toàn N → n_Fe(NO3)2= (n_NH4+ + n_NO)/2 =? (mol)

→ nH+ = 4nNO + 10nNH4+ + 2nH2 + 2nO trong oxit ( nH+ bđ = 2nH2SO4) → nO trong oxit = ? (mol)

→ n_{O trong oxit}= ? (mol)

→ n_ZnO = n_{O trong oxit}= ? (mol)

Đặt a, b là số mol Mg và Al

→ m_X = m_Mg+ m_Al + m_ZnO + m_Fe(NO3)2 → phương trình (I)

Bảo toàn e có: 2n_Mg + 3n_Al = 3n_NO + 2n_H2 + 8n_NH4+→ phương trình (II)

giải hệ phương trình (I) và (II) ta được: a = ? và b = ?

Từ đó tính được %m_Mg

Giải chi tiết

725 ml = 0,725 (lít)

n_H2SO4 = V_H2SO4. C_M = 0,725× 2 = 1,45 (mol)

Do Y chỉ chứa muối sunfat => NO₃ chuyển hết sang khí NO (khí hóa nâu trong không khí)

Mặt khác: M_Z = 4,5.M_He = 4,5.4 = 18 (g/mol)

→ Khí còn lại trong Z phải có PTK nhỏ hơn 18 → khí này phải là H₂

n_Z = 7,84 : 22,4 = 0,35 (mol)

có hệ: \(\left\{ \begin{array}{l}\sum {{n_{hh}} = \,} {n_{NO}} + {n_H}_2 = 0,35\\\sum {{m_{hh}} = 30{n_{NO}} + 2{n_H}_2 = 18 \times 0,35\,} \end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}x = 0,2 = {n_{NO}}\\y = 0,15 = {n_{H2}}\end{array} \right.\)

Bảo toàn khối lượng: m_X + m_H2SO4 = m_muối + m_Z + m_H2O

→ 77,1 + 1,45× 98 = 193,1 + 18×0,35 + m_H2O

→ m_H2O = 19,8 (g) → n_H2O = 19,8 : 18 = 1,1 (mol)

Bảo toàn H → 2n_H2SO4 = 4n_NH4+ + 2n_H2O + 2n_H2

→ n_NH4+ = (2.1,45 - 2.1,1 – 2.0,15)/4 = 0,1 (mol)

Bảo toàn N → n_Fe(NO3)2= (n_NH4+ + n_NO)/2 = (0,1+0,2)/2 = 0,15 (mol)

Các bán phản ứng H⁺ tham gia vào quá trình phản ứng

4H⁺ + NO₃^-+ 3e → NO + 2H₂O

10H⁺ + NO₃^-+ 8e → NH₄⁺ + 3H₂O

2H⁺ + 2e → H₂

H⁺ + O^2-→ H₂O

→ nH+ = 4nNO + 10nNH4+ + 2nH2 + 2nO trong oxit ( n_H+ bđ = 2n_H2SO4)

→ n_{O trong oxit}= 2.1,45 – 4.0,2 – 10.0,1 – 2.0,15 = 0,4 (mol)

→ n_ZnO = n_{O trong oxit}= 0,4 (mol)

Đặt a, b là số mol Mg và Al

→ m_X = m_Mg+ m_Al + m_ZnO + m_Fe(NO3)2

→ m_X = 24a + 27b + 0,4.81 + 0,15.180 = 77,1

→ 24a + 27b = 17,7 (I)

Bảo toàn e có: 2n_Mg + 3n_Al = 3n_NO + 2n_H2 + 8n_NH4+

→ 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

→ n_Mg = 0,4 (mol) → m_Mg = 0,4.24 = 9,6 (g)

%Mg = (mMg : m_X).100% = (9,6 : 77,1).100% = 12,45% gần nhất với 12,5%

Đáp án cần chọn là: D

Group 2K8 ôn Thi ĐGNL & ĐGTD Miễn Phí

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> 2K8 Chú ý! Lộ Trình Sun 2026 - 3IN1 - 1 lộ trình ôn 3 kì thi (Luyện thi 26+ TN THPT, 90+ ĐGNL HN, 900+ ĐGNL HCM, 70+ ĐGTD - Click xem ngay) tại Tuyensinh247.com.Đầy đủ theo 3 đầu sách, Thầy Cô giáo giỏi, luyện thi theo 3 giai đoạn: Nền tảng lớp 12, Luyện thi chuyên sâu, Luyện đề đủ dạng đáp ứng mọi kì thi.