Câu hỏi
Hỗn hợp X gồm FeS2 và MS có số mol bằng nhau. M là kim loại có hóa trị không đổi. Cho 6,51 gam X tác dụng hoàn toàn với dung dịch HNO3 dư, nung nóng thu được dung dịch A và 13,216 lít (đktc) hỗn hợp khí B (gồm NO2 và NO) có khối lượng 26,34 gam. Thêm lượng dư dung dịch BaCl2 loãng dư vào A thấy có m1 gam kết tủa trắng. Xác định kim loại M và tính giá trị m1.
Phương pháp giải:
- Đặt số mol của FeS2 và MS là x mol
Từ khối lượng hỗn hợp => phương trình (1)
- Xét hỗn hợp khí B có nNO2 = a mol và nNO = b mol.
Lập hệ phương trình về số mol và khối lượng khí xác định được a, b.
- Viết quá trình cho - nhận e:
QT cho e:
FeS2 → Fe+3 + 2S+6 + 15e
MS → M+2 + S+6 + 8e
QT nhận e:
N+5 +1e → N+4
N+5 + 3e → N+2
Áp dụng bảo toàn e: 15nFeS2 + nMS = nNO2 + 3nNO => phương trình (2)
Giải hệ (1) và (2) thu được giá trị của M => Kim loại
- Dung dịch thu được sau phản ứng có Zn2+, Fe3+, SO42-, NO3- và H+
Bảo toàn nguyên tố S: nSO42-(dd A) = 2nFeS2 + nZnS
Khi cho BaCl2 dư vào dung dịch A: SO42- + Ba2+ → BaSO4
Từ mol SO42- tính được mol BaSO4 => Giá trị m1
Lời giải chi tiết:
- Đặt số mol của FeS2 và MS là x mol
→ mA = 120x + (M + 32)x = 6,51 gam (1)
- Xét hỗn hợp khí B có nNO2 = a mol và nNO = b mol:
\(\left\{ \begin{array}{l}{n_B} = a + b = 0,59\\{m_B} = 46{\rm{a + 30b = 26,34}}\end{array} \right. \to \left\{ \begin{array}{l}a = 0,54\,mol\\b = 0,05\,mol\end{array} \right.\)
- Quá trình cho - nhận e:
QT cho e:
FeS2 → Fe+3 + 2S+6 + 15e
MS → M+2 + S+6 + 8e
QT nhận e:
N+5 +1e → N+4
N+5 + 3e → N+2
Áp dụng bảo toàn e: 15nFeS2 + nMS = nNO2 + 3nNO
=> 15x + 8x = 0,54 + 0,05.3 = 0,69 => x = 0,03 mol (2)
Từ (1) và (2) => M = 65 (Zn)
- Dung dịch thu được sau phản ứng có Zn2+, Fe3+, SO42-, NO3- và H+
Bảo toàn nguyên tố S: nSO42-(dd A) = 2nFeS2 + nZnS = 2.0,03 + 0,03 = 0,09 mol
Khi cho BaCl2 dư vào dung dịch A:
SO42- + Ba2+ → BaSO4
=> m1 = mBaSO4 = 0,09.233 = 20,97 gam