Hòa tan hết 12,8 gam hỗn hợp X gồm Fe, Mg, FexOy, Mg(OH)2 và MgCO3 vào dung dịch chứa 0,34 mol H2SO4

Câu hỏi số 679841:

Vận dụng cao

Hòa tan hết 12,8 gam hỗn hợp X gồm Fe, Mg, Fe_xO_y, Mg(OH)₂ và MgCO₃ vào dung dịch chứa 0,34 mol H₂SO₄ (loãng) và 0,06 mol KNO₃, thu được dung dịch Y chỉ chứa 44,2 gam các muối sunfat trung hòa và 2,94 gam hỗn hợp khí Z gồm NO, CO₂ và H₂. Cho Y phản ứng vừa đủ với dung dịch NaOH, thu được 19,41 gam kết tủa. Mặt khác, hòa tan hết 12,8 gam X trong dung dịch HCl dư, thu được dung dịch chứa m gam muối và 0,18 mol hỗn hợp khí T có tỉ khối so với H₂ là 4,5. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Giá trị gần nhất của m là:

A. 28,9.

B. 33,8.

C. 30,4.

D. 31,5.

Đáp án đúng là: A

Phương pháp giải

Các phương pháp bảo toàn:

\(\begin{array}{l}BTKL:{m_Y} + {m_{NaOH}} = {m_ \downarrow } + {m_B} + {m_{N{H_3}}} + {m_{{H_2}O}}\\BTNT(N):{n_{NO_3^ - }} = {n_{NH_4^ + }} + {n_{NO}}\\Hh\,Z:{m_Z} = {m_{C{O_2}}} + {m_{NO}} + {m_{{H_2}}}\\{n_{{H^ + }(Pu)}} = 4.{n_{NO}} + 2.{n_{C{O_2}}} + 2.{n_{{H_2}}} + 10.{n_{NH_4^ + }} + 2.{n_{O(oxit)}} + {n_{OH}}\\{n_{HCl}} = 2.{n_O} + {n_{O{H^ - }}} + 2.{n_{C{O_2}}} + 2.{n_{{H_2}}} = {n_{C{l^ - }}}\\{m_{muoi}} = {m_{KL}} + {m_{C{l^ - }}}\end{array}\)

Giải chi tiết

\(12,8(g)X\left\{ \begin{array}{l}Fe\\Mg\\C{O_3}\\OH\\O\end{array} \right. + HC{l_{du}} \to m(g)\left\{ \begin{array}{l}F{e^{2 + }},F{e^{3 + }},M{g^{2 + }}\\C{l^ - }\end{array} \right. + hh\,T\left\{ \begin{array}{l}C{O_2}\\{H_2}\end{array} \right. + {H_2}O\)

Ta có: \(\left\{ \begin{array}{l}{n_{C{O_2}}} + {n_{{H_2}}} = 0,18{\rm{ }}(mol)\\\dfrac{{44.{n_{C{O_2}}} + 2.{n_{{H_2}}}}}{{0,18}} = 9\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}{n_{C{O_2}}} = 0,03{\rm{ }}mol\\{n_{{H_2}}} = 0,15{\rm{ }}mol\end{array} \right.\)

\( \Rightarrow {n_{MgC{O_3}}} = 0,03{\rm{ }}(mol)\)

\(12,8(g)X\left\{ \begin{array}{l}Fe\\Mg\\C{O_3}\\OH\\O\end{array} \right. + \left\{ \begin{array}{l}{H_2}S{O_4}:0,34\\KN{O_3}:0,06\end{array} \right.(mol) \to 44,2(g)Y\left\{ \begin{array}{l}F{e^{2 + }},F{e^{3 + }}\\M{g^{2 + }},{K^ + },NH_4^ + \\SO_4^{2 - }\end{array} \right. + hh\,Z\left\{ \begin{array}{l}NO\\C{O_2}\\{H_2}\end{array} \right. + {H_2}O\)

- Dung dịch Y + NaOH (vừa đủ):

\(44,2g{\rm{ }}Y\left\{ \begin{array}{l}F{e^{2 + }},F{e^{3 + }}\\M{g^{2 + }},{K^ + },{\rm{ }}NH_4^ + \\SO_4^{2 - }\end{array} \right. + NaOH \to \left\{ \begin{array}{l}19,41g{\rm{ }} \downarrow \\dd{\rm{ }}B\left\{ \begin{array}{l}N{a^ + }\\{K^ + }:0,06{\rm{ }}mol\\SO_4^{2 - }:0,34{\rm{ }}mol\end{array} \right.\\N{H_3}\\{H_2}O\end{array} \right.\)

Bảo toàn điện tích dung dịch B ta có:

\(\begin{array}{l}{n_{N{a^ + }}} + {n_{{K^ + }}} = 2{n_{SO_4^{2 - }}}\\ \Rightarrow {n_{N{a^ + }}} = 2{n_{SO_4^{2 - }}} - {n_{{K^ + }}} = 0,34.2 - 0,06 = 0,62{\rm{ }}(mol)\\NH_4^ + + O{H^ - } \to N{H_3} + {H_2}O\\ \Rightarrow {n_{N{H_3}}} = {n_{{H_2}O}} = a(mol)\end{array}\)

Bảo toàn khối lượng:

\(\begin{array}{l}{m_Y} + {m_{NaOH}} = {m_ \downarrow } + {m_B} + {m_{N{H_3}}} + {m_{{H_2}O}}\\ \Rightarrow 44,2 + 0,62.40 = 19,41 + (0,62.23 + 0,06.39 + 0,34.96) + 17x + 18x\\ \Rightarrow x = 0,01{\rm{ }}(mol)\end{array}\)

⟹ \({n_{NH_4^ + }} = 0,01{\rm{ }}(mol)\)

\(\begin{array}{l}BTNT(N):{n_{NO_3^ - }} = {n_{NH_4^ + }} + {n_{NO}} \Rightarrow {n_{NO}} = 0,05{\rm{ }}(mol)\\{m_Z} = {m_{C{O_2}}} + {m_{NO}} + {m_{{H_2}}}\\ \Rightarrow {m_{{H_2}(Z)}} = 2,94 - 0,03.44 - 0,05.30 = 0,12(g)\\ \Rightarrow {n_{{H_2}(Z)}} = 0,06(mol)\end{array}\)

Bảo toàn khối lượng trong dung dịch Y: m_{(Mg, Fe)} = 9,04 (g)

Gọi số mol OH và O trong hỗn hợp X là x, y.

Ta có: m_OH + m_O = 17x + 16y = 12,8 – 9,04 – 0,03.60 = 1,96 (1)

\(\begin{array}{l}{n_{{H^ + }}} = 4{n_{NO}} + 2{n_{C{O_2}}} + 2{n_{{H_2}}} + 10{n_{NH_4^ + }} + 2{n_{O(oxit)}} + {n_{OH}}\\ \Rightarrow x + 2y = 0,2\,\,\,\,\,(2)\end{array}\)

Từ (1), (2) suy ra x = 0,04 mol; y = 0,08 (mol).

Ta có: \({n_{HCl}} = 2{n_O} + {n_{OH}} + 2{n_{C{O_2}}} + 2{n_{{H_2}}} = 2.0,08 + 0,04 + 2.0,03 + 2.0,15 = 0,56 = {n_{C{l^ - }}}\)

m_muối = m_{kim loại} + m_Cl- = 9,04 + 0,56.35,5 = 28,92 (g)

Xem lời giải Hỏi đáp / Thảo luận

Câu hỏi:679841

Tham Gia Group Dành Cho 2K7 luyện thi Tn THPT - ĐGNL - ĐGTD

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> Lộ Trình Sun 2025 - 3IN1 - 1 lộ trình ôn 3 kì thi (Luyện thi TN THPT & ĐGNL; ĐGTD) tại Tuyensinh247.com. Đầy đủ theo 3 đầu sách, Thầy Cô giáo giỏi, 3 bước chi tiết: Nền tảng lớp 12; Luyện thi chuyên sâu; Luyện đề đủ dạng đáp ứng mọi kì thi.