by (3 điểm)
Cho 18,4g hỗn hợp X gồm Fe và Mg. Thực hiện 2 thí nghiệm sau:
– Thí nghiệm 1: Cho 18,4g X tác dụng với dung dịch HCl vừa đủ thấy thoát ra 11,2 lít khí H$_{2}$.
– Thí nghiệm 2: Cho 18,4g X tác dụng với dung dịch H$_{2}$SO$_{4}$ đặc nóng dư thấy thoát ra V lít khí SO$_{2 }$(sản phẩm khử duy nhất). Biết thể tích các khí được đo ở điều kiện tiêu chuẩn.
a) Tính phần trăm khối lượng của mỗi kim loại trong hỗn hợp X.
b) Tính giá trị của V.
c) Hấp thụ hoàn toàn V lít khí SO$_{2}$ ở trên vào 800 ml dung dịch NaOH 1M thu được dung dịch Y. Cô cạn dung dịch Y thu được a gam muối khan. Tính giá trị của a.
Phương pháp giải:
Nhận biết các chât hóa học vô cơ
Lời giải chi tiết:
a) Gọi số mol Fe và Mg lần lượt là x và y
=> m$_{X}$ = 56x + 24y = 18,4g (1)
– Thí nghiệm 1:
Fe + 2HCl → FeCl$_{2}$ + H$_{2}$
Mg + 2HCl → MgCl$_{2}$ + H$_{2}$
=> n$_{H2}$ = n$_{Fe}$ + n$_{Mg}$ = x + y = 11,2: 22,4 = 0,5 mol (2)
Giải hệ phương trình (1), (2) => x = 0,2 mol ; y = 0,3 mol
=> %m$_{Fe}$ = 56.0,2: 18,4 = 60,87% và %m$_{Mg}$ = 100% – %m$_{Fe}$ = 100% – 60,87% = 39,13%
b)
– Thí nghiệm 2:
Các quá trình cho nhận e:
Mg$^{0}$ → Mg$^{+2}$ + 2e
Fe$^{0}$ → Fe$^{+3}$ + 3e
S$^{+6}$ + 2e → S$^{+4}$
Áp dụng định luật bảo toàn electron: 2n$_{Mg}$ + 3n$_{Fe}$ = 2n$_{SO2}$ = 2.0,3 + 3.0,2 = 1,2mol
=> n$_{SO2}$ = 0,6 mol
=> V$_{SO2 (dktc)}$ = 0,6.22,4 = 13,44 lít
c) n$_{NaOH}$ = 0,8.1 = 0,8 mol và n$_{SO2}$ = 0,6 mol
Ta có: 1 < n$_{NaOH}$/n$_{SO2}$ = 0,8/0,6 = 1,33 Phản ứng tạo 2 muối Na$_{2}$SO$_{3}$ và NaHSO$_{3}$.
Đặt n$_{Na2SO3}$ = u mol và n$_{NaHSO3}$ = v mol
PTHH:
SO$_{2}$ + 2NaOH → Na$_{2}$SO$_{3}$ + H$_{2}$O
u 2u u (mol)
SO$_{2}$ + NaOH → NaHSO$_{3}$
v v v (mol)
Theo đề bài ta có:
n$_{SO2}$ = u + v = 0,6 (*)
n$_{NaOH}$ = 2u + v = 0,8 (**)
Giải hệ (*) và (**) thu được u = 0,2 và v = 0,4
Vậy dung dịch muối thu được chứa Na$_{2}$SO$_{3}$ (0,2 mol) và NaHSO$_{3}$ (0,4 mol)
=> a = m$_{Na2SO3}$ + m$_{NaHSO3}$ = 126.0,2 + 104.0,4 = 66,8g
