by Cho 3,64 gam hỗn hợp R gồm một oxit, một hiđroxit và một muối cacbonat trung hòa của một kim loại M có hóa trị II tác dụng vừa đủ với 117,6 gam dung dịch H$_{2}$SO$_{4}$ 10%. Sau phản ứng, thu được 0,448 lít khí (đktc) và dung dịch muối duy nhất có nồng độ 10,867% (khối lượng riêng là 1,093 gam/ml); nồng độ mol là 0,545M. Xác định kim loại M và tính % khối lượng hiđroxit của kim loại M có trong hỗn hợp R.
A. Mg; 31,87%
B. Ca; 46,15%
C. Mg; 21,98%
D. Ca; 24,55%
Hướng dẫn
Chọn đáp án là: A
Phương pháp giải:
Đặt số mol của MO, M(OH)$_{2}$, MCO$_{3}$ tương ứng là x, y, z.
Nếu tạo muối trung hòa ta có các phản ứng
(1) MO + H$_{2}$SO$_{4}$ -> MSO$_{4}$ + H$_{2}$O
(2) M(OH)$_{2 }$+ H$_{2}$SO$_{4}$ -> MSO$_{4}$ + 2H$_{2}$O
(3) MCO$_{3 }$+ H$_{2}$SO$_{4}$ -> MSO$_{4}$ + H$_{2}$O + CO$_{2}$
Nếu tạo muối axít ta có các phản ứng
(4) MO + 2H$_{2}$SO$_{4}$ -> M(HSO$_{4}$)$_{2}$ + H$_{2}$O
(5) M(OH)$_{2 }$+ 2H$_{2}$SO$_{4}$ -> M(HSO$_{4}$)$_{2}$ + 2H$_{2}$O
(6) MCO$_{3 }$+ 2H$_{2}$SO$_{4}$ -> M(HSO$_{4}$)$_{2}$ + H$_{2}$O + CO$_{2 }$
Ta có :
m $_{dd muối }$= D.V.1000 ⇒ m $_{muối }$= D.V.C%.1000 (V đơn vị là lít)
n $_{muối }$= CM.V (V đơn vị lít)
M = m $_{muối }$: n $_{muối }$= D.C%.1000/C$_{M}$ = 1,093.10,867%.1000/0,545 = 218 gam/mol
Xét 2 trường hợp :
– TH1: Nếu muối là MSO$_{4}$
– TH2: Nếu là muối M(HSO$_{4}$)$_{2}$
Lời giải chi tiết:
a) Đặt số mol của MO, M(OH)$_{2}$, MCO$_{3}$ tương ứng là x, y, z.
Nếu tạo muối trung hòa ta có các phản ứng
(1) MO + H$_{2}$SO$_{4}$ MSO$_{4}$ + H$_{2}$O
(2) M(OH)$_{2 }$+ H$_{2}$SO$_{4}$ MSO$_{4}$ + 2H$_{2}$O
(3) MCO$_{3 }$+ H$_{2}$SO$_{4}$ MSO$_{4}$ + H$_{2}$O + CO$_{2}$
Nếu tạo muối axít ta có các phản ứng
(4) MO + 2H$_{2}$SO$_{4}$ M(HSO$_{4}$)$_{2}$ + H$_{2}$O
(5) M(OH)$_{2 }$+ 2H$_{2}$SO$_{4}$ M(HSO$_{4}$)$_{2}$ + 2H$_{2}$O
(6) MCO$_{3 }$+ 2H$_{2}$SO$_{4}$ M(HSO$_{4}$)$_{2}$ + H$_{2}$O + CO$_{2 }$
Ta có :
m $_{dd muối }$= D.V.1000 ⇒ m $_{muối }$= D.V.C%.1000 (V đơn vị là lít)
n $_{muối }$= CM.V (V đơn vị lít)
M = m $_{muối }$: n $_{muối }$= D.C%.1000/C$_{M}$ = 1,093.10,867%.1000/0,545 = 218 gam/mol
– TH1: Nếu muối là MSO$_{4}$ ⇒ M +96 = 218 ⇒ M =122 (loại)
– TH2: Nếu là muối M(HSO$_{4}$)$_{2 }$⇒ M + 97.2 = 218 ⇒ M = 24 (Mg)
Vậy xảy ra phản ứng (4, 5, 6) tạo muối Mg(HSO$_{4}$)$_{2}$
b) Theo (4,5,6) ⇒ Số mol CO$_{2}$ = 0,448/22,4 = 0,02 mol ⇒ z = 0,02 (I)
n $_{H2SO4}$ = 117,6.10/98 = 0,12 mol ⇒ 2x + 2y + 2z = 0,12 (II)
Đề bài: 40x + 58y + 84z = 3,64 (III)
Giải hệ (I, II, III) : x = 0,02; y = 0,02; z = 0,02
%MgO = 40.0,02.100/3,64 = 21,98%
%Mg(OH)$_{2}$ = 58.0,02.100/3,64 = 31,87%
%MgCO$_{3}$ = 84.0,02.100/3,64 = 46,15%
Đáp án A
