Cho 23,34 gam hỗn hợp X gồm Al, Al2O3 và Al(NO3)3 (trong đó oxi chiếm 34,961% về khối lượng) vào

Câu hỏi số 398222:

Vận dụng cao

Cho 23,34 gam hỗn hợp X gồm Al, Al₂O₃ và Al(NO₃)₃ (trong đó oxi chiếm 34,961% về khối lượng) vào dung dịch chứa 1,58 mol NaHSO₄ và 0,04 mol NaNO₃, khuấy đều cho các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch Y chỉ chứa các muối trung hòa và 0,18 mol hỗn hợp khí Z gồm N₂O; N₂ và H₂. Để tác dụng tối đa các chất tan có trong dung dịch Y cần dùng dung dịch chứa 2,04 mol NaOH. Phần trăm khối lượng của N₂ có trong hỗn hợp khí Z gần giá trị nào nhất?

A. 11.

B. 21.

C. 22.

D. 12.

Đáp án đúng là: C

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:398222

Phương pháp giải

Đặt 23,34 gam hỗn hợp X có n_Al = x mol; n_N = y mol và n_O = 0,51 mol

\(\left\{\begin{matrix}
Al\\
N\\
O
\end{matrix}\right.\xrightarrow[+NaHSO_{4}:1,58]{NaNO_{3}:0,04}\left\{\begin{matrix}
0,18(mol)Z\left\{\begin{matrix}
N_{2}O:a(mol)\\
N_{2}:b(mol)\\
H_{2}:c(mol)
\end{matrix}\right.\\
ddY\left\{\begin{matrix}
Al^{3+}:x(mol)\\
Na^{+}:1,62(mol)\\
SO_{4}^{2-}:1,58(mol)\\
NH_{4}^{+}:z(mol)
\end{matrix}\right.\overset{+NaOH:2,04(mol)}{\rightarrow}\left\{\begin{matrix}
Na_{2}SO_{4}:1,58(mol)\\
NaAlO_{2}:x(mol)
\end{matrix}\right.
\end{matrix}\right.\)

Áp dụng bảo toàn nguyên tố Na ta có: n_NaAlO2 = x mol ⟹ n_N = y

Áp dụng định luật bảo toàn điện tích cho dung dịch Y ta có z = n_NH4⁺

Bảo toàn nguyên tố N ta có: n_N + n_NaNO3 = 2n_N2O + 2n_N2 + n_NH4⁺

Mà a + b + c = 0,18 mol = n_Z nên c = ?

Bảo toàn nguyên tố H ta có: 2n_H2O = n_NaHSO4 - (2n_H2 + 4n_NH4⁺) ⟹ n_H2O

Bảo toàn nguyên tố O ta có: n_N2O = n_O + 4n_NaHSO4 + 3n_NaNO3 - 4n_SO4^2- - n_H2O ⟹ n_N2 ⟹ %m_N2

Giải chi tiết

Ta có m_O = 0,34961.23,34 = 8,16 (gam) ⟹ n_O = 0,51 mol

Đặt 23,34 gam hỗn hợp X có n_Al = x mol; n_N = y mol và n_O = 0,51 mol

Áp dụng bảo toàn nguyên tố Na ta có: n_NaAlO2 = 1,62 + 2,04 - 2.1,58 = 0,5 mol = x mol

⟹ n_N = y = \(\frac{{23,34 - 0,5.27 - 0,51.16}}{{14}} = 0,12\) mol

Áp dụng định luật bảo toàn điện tích cho dung dịch Y ta có z = n_NH4⁺ = 1,58.2 - 0,5.3 - 1,62 = 0,04 mol

Bảo toàn nguyên tố N ta có: n_N + n_NaNO3 = 2n_N2O + 2n_N2 + n_NH4⁺ ⟹ 0,12 + 0,04 = 2a + 2b + 0,04

⟹ a + b = 0,06

Mà a + b + c = 0,18 mol = n_Z nên c = 0,12 mol.

Bảo toàn nguyên tố H ta có: 2n_H2O = n_NaHSO4 - (2n_H2 + 4n_NH4⁺) = 1,58 - (2.0,12 + 4.0,04) = 1,18 mol

⟹ n_H2O = 0,59 mol

Bảo toàn nguyên tố O ta có:

n_N2O = n_O + 4n_NaHSO4 + 3n_NaNO3 - 4n_SO4^2- - n_H2O

= 0,51 + 4.1,58 + 3.0,04 - 4.1,58 - 0,59 = 0,04 (= a)

⟹ n_N2 = b = 0,06 - 0,04 = 0,02 mol ⟹ %m_N2 = \(\frac{{0,02.28}}{{0,02.28 + 0,04.44 + 0,12.2}}.100\% = 21,875\% \) gần nhất với 22%

Đáp án cần chọn là: C

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.