Cho 5 gam bột Mg vào dung dịch hỗn hợp KNO3 và H2SO4, đun nhẹ, trong điều kiện thích hợp, đến

Câu hỏi số 378813:

Vận dụng cao

Cho 5 gam bột Mg vào dung dịch hỗn hợp KNO₃ và H₂SO₄, đun nhẹ, trong điều kiện thích hợp, đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được dung dịch X chứa m gam muối; 1,792 lít hỗn hợp khí Y (đktc) gồm hai khí không màu, trong đó có một khí hóa nâu ngoài không khí và còn lại 0,44 gam chất rắn không tan. Biết tỉ khối hơi của Y đối với H₂ là 11,5. Tính m.

Xem lời giải

Câu hỏi:378813

Phương pháp giải

Kết luận các khí có trong Y và tính số mol mỗi khí trong Y

Áp dụng bảo toàn electron, chứng minh sau phản ứng thu được muối amoni, tính số mol muối amoni.

Tìm số mol các ion K⁺ và SO₄^2- thông qua H⁺và NO₃^-

Áp dụng bảo toàn khối lượng cho dung dịch X và tìm m.

Giải chi tiết

Hỗn hợp khí Y gồm NO (x mol) và H₂ (y mol)

\({n_Y} = \dfrac{{1,792}}{{22,4}} = 0,08\,\,mol \to x + y = 0,08\) (1)

\({M_Y} = 11,5.{M_{{H_2}}} = 23 \to {m_Y} = 23.0,08 = 1,84\,gam \to 30{\rm{x}} + 2y = 1,84\) (2)

Từ (1) và (2) \( \to \left\{ \begin{array}{l}x + y = 0,08\\30{\rm{x}} + 2y = 1,84\end{array} \right. \to \left\{ \begin{array}{l}x = 0,06\\y = 0,02\end{array} \right.\)

Ta có m_{Mg phản ứng} = 5 – 0,44 = 4,56 gam \( \to {n_{Mg}} = \dfrac{{4,56}}{{24}} = 0,19\,mol\)

Quá trình trao đổi electron:

Mg⁰ → Mg⁺² + 2e 4H⁺ + NO₃^- + 3e → NO + 2H₂O

0,19 → 0,38 0,24 ← 0,06 ← 0,18 ← 0,06

10H⁺ + NO₃^- + 8e → NH₄⁺ + 3H₂O

0,2 ← 0,02 ← 0,16 → 0,02

2H⁺ + 2e → H₂

0,04 ← 0,04 ← 0,02

Ta thấy: n_{e nhường} = 2n_{Mg phản ứng} = 0,38 mol ≠ n_{e nhận}= 3n_NO + 2n_H2 = 3.0,06 + 2.0,02 = 0,22

→ Phản ứng có tạo muối amoni

\({n_{NH_4^ + }} = \dfrac{{2{n_{Mg}} - 3{n_{NO}} - 2{n_{{H_2}}}}}{8} = 0,02\,\,mol\)

\({n_{{H^ + }}} = 4{n_{NO}} + 10{n_{NH_4^ + }} + 2{n_{{H_2}}} = 0,48\,\,mol \to {n_{SO_4^{2 - }}} = \dfrac{1}{2}{n_{{H^ + }}} = 0,24\,\,mol\)

\({n_{NO_3^ - }} = {n_{NO}} + {n_{NH_4^ + }} = 0,08\,\,mol \to {n_{{K^ + }}} = {n_{NO_3^ - }} = 0,08\,\,mol\)

Dung dịch X chứa Mg²⁺(0,19 mol), K⁺ (0,08 mol), SO₄^2-(0,24 mol), NH₄⁺ 0,02 mol

\( \to m = 0,19.24 + 0,08.39 + 0,24.96 + 0,02.18 = 31,08\,gam\)

Tham Gia Group Dành Cho 2K8 Chia Sẻ, Trao Đổi Tài Liệu Miễn Phí

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> Học trực tuyến Lớp 11 cùng thầy cô giáo giỏi trên Tuyensinh247.com. Bứt phá điểm 9,10 chỉ sau 3 tháng. Cam kết giúp học sinh lớp 11 học tốt, hoàn trả học phí nếu học không hiệu quả.