Câu hỏi
Cho 7,2 gam một kim loại kiềm thổ R tác dụng với dung dịch HCl 12,5M (có d = 1,25 g/ml) vừa đủ thì thu được 6,72 lít khí (đktc).
a) Xác định kim loại R?
b) Tính C% của dung dịch thu được?
c) Hòa tan 7,2 gam kim loại trên và 9,72 gam nhôm trong HNO3 loãng dư thu được dung dịch muối và hỗn hợp khí gồm N2O và N2 (không có sản phẩm khử nào khác) có tỉ lệ mol là 1 : 2. Tính thể tích từng khí N2O và N2 ở đktc?
Phương pháp giải:
a) PTHH: R + 2HCl → RCl2 + H2
Từ PTHH ta có: nR = nH2 → MR và tên kim loại R.
b) Từ phương trình tính được nHCl và từ đó tính được Vdd = n.CM → mdd HCl = D.Vdd HCl
Áp dụng bảo toàn tính khối lượng dung dịch sau phản ứng: mdd sau pứ = mR + mdd HCl - mH2
→ C%MgCl2
c) Dùng bảo toàn electron để tìm được thể tích từng khí N2O và N2.
Lời giải chi tiết:
a) PTHH: R + 2HCl → RCl2 + H2
Theo PTHH: nR = nH2 = 0,3 mol → MR = 7,2 : 0,3 = 24
→ R là kim loại Magie (Mg).
b) Theo PTHH: nHCl = 2.nH2 = 0,6 mol → Vdd HCl = n : CM = 0,6 : 12,5 = 0,048 (lít) = 48 ml
→ mdd HCl = D.Vdd HCl = 48.1,25 = 60 (g)
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng: mdd sau pứ = mMg + m dd HCl - mH2 = 7,2 + 60 - 0,6 = 66,6 (g)
→ C%MgCl2 = \(\frac{{0,3.95}}{{66,6}}.100\% \)= 42,8%
c) nMg = 0,3 mol; nAl = 0,36 mol
Đặt số mol của N2O và N2 lần lượt là x và 2x (mol).
QT nhường e:
Mg0 → Mg+2 + 2e
Al0 → Al+3 + 3e
QT nhận e:
2N+5 + 8e → 2N+1 (N2O)
2N+5 + 10e → 2N0 (N2)
Áp dụng bảo toàn e: 2.nMg + 3nAl = 8nN2O + 10nN2 → 2.0,3 + 3.0,36 = 8x + 10.2x → x = 0,06 mol
→ VN2O = 1,344 lít và VN2 = 2,688 lít