by Cho 11,04 gam hỗn hợp X gồm Mg và Fe vào 150 ml dung dịch chứa AgNO$_{3}$ a mol/lít và Cu(NO$_{3}$)$_{2}$ 2a mol/lít, khi phản ứng kết thúc thu được chất rắn Y và dung dịch Z. Hòa tan hoàn toàn Y bằng dung dịch H$_{2}$SO$_{4}$ đặc nóng dư thu được 7,56 lít khí SO$_{2}$ (đktc) (sản phẩm khử duy nhất). Cho Z tác dụng với NaOH dư, thu được kết tủa T. Nung T trong không khí đến khối lượng không đổi thu được 10,8 gam hỗn hợp rắn E. Giá trị của a là:
A. 0,4
B. 0.5
C. 0,6
D. 0,7
Hướng dẫn
Chọn đáp án là: C
Phương pháp giải:
Chất rắn sau khi nung nặng 10,8 gam nên toàn bộ lượng Mg và Fe không chuyển hết về oxit trong E được (Lúc đó khối lượng chất rắn E phải lớn hơn 11,04 gam).
Vậy trong Y phải có Fe dư → AgNO$_{3}$ và Cu(NO$_{3}$)$_{2}$ đã phản ứng hết.
Đặt số mol Mg, Fe phản ứng và Fe dư lần lượt là x, y, z mol
Ta có: m$_{hỗn hợp X}$ = 24x + 56y + 56z = 11,04 gam (1)
Chất rắn Y gồm: a mol Ag; 2a mol Cu; z mol Fe dư. Dung dịch Z chứa Mg$^{2+}$ và Fe$^{2+}$
Quá trình cho e:
Mg → Mg$^{2+}$+ 2e
Fe → Fe$^{2+}$+ 2e
Quá trình nhận e:
A. g$^{+}$+ 1e → Ag
Cu$^{2+}$+ 2e → Cu
Áp dụng bảo toàn electron ta có:
2x+2y =0,15 a + 2.0,3a
Khi cho Y tác dụng với H$_{2}$SO$_{4}$ đặc nóng dư theo bảo toàn electron ta có:
n$_{Ag}$+ 2.n$_{Cu}$+ 3.n$_{Fe dư}$ = 2.n$_{SO2}$ ⇒ 0,15 a + 2.0,3a + 3.z = 2.0,3375 (*)
⇒ 2x + 2y + 3z = 0,675 (2)
Hỗn hợp rắn E gồm x mol MgO và y/2 mol Fe$_{2}$O$_{3}$ → 40x + 160.y/2 = 10,8 gam (3)
Giải hệ 3 phương trình trên ta có: x; y và z
Thay z vào (*) ⇒ a
Lời giải chi tiết:
Ta có: n$_{AgNO3}$ = 0,15a mol; n$_{Cu(NO3)2}$ = 0,15.2a = 0,3a mol; n$_{SO2}$ = 0,3375 mol
Chất rắn sau khi nung nặng 10,8 gam nên toàn bộ lượng Mg và Fe không chuyển hết về oxit trong E được (Lúc đó khối lượng chất rắn E phải lớn hơn 11,04 gam).
Vậy trong Y phải có Fe dư. → AgNO$_{3}$ và Cu(NO$_{3}$)$_{2}$ đã phản ứng hết.
Đặt số mol Mg, Fe phản ứng và Fe dư lần lượt là x, y, z mol
Ta có: m$_{hỗn hợp X}$ = 24x + 56y + 56z = 11,04 gam (1)
Chất rắn Y gồm: a mol Ag; 2a mol Cu; z mol Fe dư. Dung dịch Z chứa Mg$^{2+}$ và Fe$^{2+}$
Quá trình cho e:
Mg → Mg$^{2+}$+ 2e
Fe → Fe$^{2+}$+ 2e
Quá trình nhận e:
A. g$^{+}$+ 1e → Ag
Cu$^{2+}$+ 2e → Cu
Áp dụng bảo toàn electron ta có:
2x+2y =0,15 a + 2.0,3a
Khi cho Y tác dụng với H$_{2}$SO$_{4}$ đặc nóng dư theo bảo toàn electron ta có:
n$_{Ag}$+ 2.n$_{Cu}$+ 3.n$_{Fe dư}$ = 2.n$_{SO2}$ ↔0,15 a + 2.0,3a + 3.z = 2.0,3375 (*)
↔2x + 2y + 3z = 0,675 (2)
Hỗn hợp rắn E gồm x mol MgO và y/2 mol Fe$_{2}$O$_{3}$ → 40x + 160.y/2 = 10,8 gam (3)
Giải hệ 3 phương trình trên ta có: x = 0,18; y = 0,045 và z = 0,075
Thay z vào (*) ta có: a = 0,6
Đáp án C
