Câu hỏi
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?
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 SO42- thông qua H+và NO3-
Áp dụng bảo toàn khối lượng cho dung dịch X và tìm m.
Lời giải chi tiết:
Hỗn hợp khí Y gồm NO (x mol) và H2 (y mol)
\({n_Y} = \frac{{1,792}}{{22,4}} = 0,08\,\,mol \to x + y = 0,08\) (1)
\({d_{Y/{H_2}}} = 11,5 \to \frac{{{M_Y}}}{{{M_{{H_2}}}}} = 11,5 \to {M_Y} = 11,5.2 = 23 \to {m_Y} = 23.0,08 = 1,84\,\,gam \to 30{\rm{x}} + 2y = 1,84\) (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 mMg phản ứng = 5 – 0,44 = 4,56 gam \( \to {n_{Mg}} = \frac{{4,56}}{{24}} = 0,19\,\,mol\)
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: ne nhường = 2nMg phản ứng = 0,38 mol ≠ ne nhận = 3nNO + 2nH2 = 3.0,06 + 2.0,02 = 0,22
→ Phản ứng có tạo muối amoni
\({n_{NH_4^ + }} = \frac{{2{n_{Mg}} - 3{n_{NO}} - 2{n_{{H_2}}}}}{8} = 0,02\,\,mol\)
\({n_{{H^ + }}} = 4{n_{NO}} + 10{n_{NH_4^ + }} + 2{n_{{H_2}}} = 0,48\,\,mol \to {n_{SO_4^{2 - }}} = \frac{1}{2}{n_{{H^ + }}} = 0,24\,\,mol\)
\({n_{NO_3^ - }} = {n_{NO}} + {n_{NH_4^ + }} = 0,08\,\,mol \to {n_{{K^ + }}} = {n_{NO_3^ - }} = 0,08\,\,mol\)
Dung dịch X chứa Mg2+(0,19 mol), K+ (0,08 mol), SO42- (0,24 mol), NH4+ 0,02 mol
\( \to m = 0,19.24 + 0,08.39 + 0,24.96 + 0,02.18 = 31,08\,\,gam\)
Câu hỏi trước
