by Hòa tan hoàn toàn 100 gam hỗn hợp X gồm Fe, Cu, Ag trong dung dịch HNO$_{3}$ (dư).Kết thúc phản ứng thu được 13,44 lít (đktc) hỗn hợp khí Y gồm NO$_{2}$, NO, N$_{2}$O theo tỉ lệ số mol tương ứng là 3:2:1 và dung dịch Z (không chứa muối NH$_{4}$NO$_{3}$). Cô cạn dung dịch Z thu được m gam muối khan. Giá trị của m và số mol HNO$_{3}$ đã phản ứng lần lượt là:
A. 205,4 gam và 2,5 mol
B. 199,2 gam và 2,4 mol
C. 205,4 gam và 2,4 mol
D. 199,2 gam và 2,5 mol
Hướng dẫn
Chọn đáp án là: C
Phương pháp giải:
Từ thể tích và tỉ lệ mol ta tính được số mol NO$_{2}$, NO, N$_{2}$O
Quá trình nhận electron:
NO$_{3}$$^{- }$+ 1e + 2H$^{+}$ → NO$_{2 }$+ H$_{2}$O
NO$_{3}$$^{- }$+ 3e + 4H$^{+}$ → NO + 2H$_{2}$O
2NO$_{3}$$^{- }$+ 8e + 10H$^{+}$ → N$_{2}$O+ 5H$_{2}$O
Ta có: n$_{H+}$ = 2.n$_{NO2 }$+ 4.n$_{NO }$+ 10.n$_{N2}$ = n$_{HNO3}$
Để tìm khối lượng muối khan ta dùng định luật bảo toàn khối lượng: m$_{X }$+ m$_{HNO3}$ = m$_{muối khan }$+ m$_{H2O }$+ m$_{khí Y}$
→ Giá trị của m.
Lời giải chi tiết:
Ta đặt số mol NO$_{2}$, NO, N$_{2}$O lần lượt là 3x, 2x, x mol → 3x + 2x + x = 13,44/22,4 → x = 0,1 mol
→ số mol NO$_{2}$, NO, N$_{2}$O lần lượt là 0,3; 0,2; 0,1 mol
Quá trình nhận electron:
NO$_{3}$$^{- }$+ 1e + 2H$^{+}$ → NO$_{2 }$+ H$_{2}$O
NO$_{3}$$^{- }$+ 3e + 4H$^{+}$ → NO + 2H$_{2}$O
2NO$_{3}$$^{- }$+ 8e + 10H$^{+}$ → N$_{2}$O+ 5H$_{2}$O
Ta có: n$_{H+}$ = 2.n$_{NO2 }$+ 4.n$_{NO }$+ 10.n$_{N2O}$ = 2.0,3 + 4.0,2 + 10. 0,1 = 2,4 mol = n$_{HNO3}$
B. ảo toàn nguyên tố H ta có: n$_{H2O}$ = ½ . n$_{HNO3}$ = 1,2 mol
Áp dụng bảo toàn khối lượng ta có: m$_{X }$+ m$_{HNO3}$ = m$_{muối khan }$+ m$_{H2O }$+ m$_{khí Y}$
→ m = m$_{muối khan}$ = m$_{X }$+ m$_{HNO3 }$- m$_{H2O }$- m$_{khí Y}$ = 100 + 2,4.63 – 1,2.18 – 0,3.46 – 0,2.30 – 0,1.44 = 205,4 gam
Đáp án C
