Hỗn hợp X gồm FeS$_{2}$ và MS có số mol bằng nhau. M là kim loại có hóa trị không đổi. Cho 6,51 gam X tác dụng hoàn toàn với dung dịch HNO$_{3}$ dư, nung nóng thu được dung dịch A và 13,216 lít (đktc) hỗn hợp khí B (gồm NO$_{2}$ và NO) có khối lượng 26,34 gam. Thêm lượng dư dung dịch BaCl$_{2}$ loãng dư vào A thấy có m$_{1}$ gam kết tủa trắng. Xác định kim loại M và tính giá trị m$_{1}$. Hướng dẫn Phương pháp giải: – Đặt số mol của FeS$_{2}$ và MS là x mol Từ khối lượng hỗn hợp ⇒ phương trình (1) – Xét hỗn hợp khí B có n$_{NO2}$ = a mol và n$_{NO }$ = b mol. Lập hệ phương trình về số mol và khối lượng khí xác định được a, b. – Viết quá trình cho – nhận e: QT cho e: FeS$_{2}$ → Fe$^{+3}$ + 2S$^{+6}$ + 15e MS → M$^{+2}$ + S$^{+6}$ + 8e QT nhận e: N$^{+5}$ +1e → N$^{+4}$ N$^{+5}$ + 3e → N$^{+2}$ Áp dụng bảo toàn e: 15n$_{FeS2}$ + n$_{MS}$ = n$_{NO2 }$+ 3n$_{NO}$ ⇒ phương trình (2) Giải hệ (1) và (2) thu được giá trị của M ⇒ Kim loại – Dung dịch thu được sau phản ứng có Zn$^{2+}$, Fe$^{3+}$, SO$_{4}$$^{2-}$, NO$_{3}$$^{-}$ và H$^{+}$

Hỗn hợp X gồm FeS$_{2}$ và MS có số mol bằng nhau. M là kim loại có hóa trị không đổi. Cho 6,51 gam X tác dụng hoàn toàn với dung dịch HNO$_{3}$ dư, nung nóng thu được dung dịch A và 13,216 lít (đktc) hỗn hợp khí B (gồm NO$_{2}$ và NO) có khối lượng 26,34 gam. Thêm lượng dư dung dịch BaCl$_{2}$ loãng dư vào A thấy có m$_{1}$ gam kết tủa trắng. Xác định kim loại M và tính giá trị m$_{1}$.

Hướng dẫn

Phương pháp giải:

– Đặt số mol của FeS$_{2}$ và MS là x mol

Từ khối lượng hỗn hợp ⇒ phương trình (1)

– Xét hỗn hợp khí B có n$_{NO2}$ = a mol và n$_{NO }$ = b mol.

Lập hệ phương trình về số mol và khối lượng khí xác định được a, b.

– Viết quá trình cho – nhận e:

QT cho e:

FeS$_{2}$ → Fe$^{+3}$ + 2S$^{+6}$ + 15e

MS → M$^{+2}$ + S$^{+6}$ + 8e

QT nhận e:

N$^{+5}$ +1e → N$^{+4}$

N$^{+5}$ + 3e → N$^{+2}$

Áp dụng bảo toàn e: 15n$_{FeS2}$ + n$_{MS}$ = n$_{NO2 }$+ 3n$_{NO}$ ⇒ phương trình (2)

Giải hệ (1) và (2) thu được giá trị của M ⇒ Kim loại

– Dung dịch thu được sau phản ứng có Zn$^{2+}$, Fe$^{3+}$, SO$_{4}$$^{2-}$, NO$_{3}$$^{-}$ và H$^{+}$

B. ảo toàn nguyên tố S: n$_{SO4}$$^{2-}$$_{(dd A)}$ = 2n$_{FeS2}$ + n$_{ZnS}$

Khi cho BaCl$_{2}$ dư vào dung dịch A: SO$_{4}$$^{2-}$ + Ba$^{2+}$ → BaSO$_{4}$

Từ mol SO$_{4}$$^{2-}$ tính được mol BaSO$_{4}$ ⇒ Giá trị m$_{1}$

Lời giải chi tiết:

– Đặt số mol của FeS$_{2}$ và MS là x mol

→ m$_{A}$ = 120x + (M + 32)x = 6,51 gam (1)

– Xét hỗn hợp khí B có n$_{NO2}$ = a mol và n$_{NO }$ = b mol:

\(\left\{ \begin{array}{l}{n_B} = a + b = 0,59\\{m_B} = 46{\rm{a + 30b = 26,34}}\end{array} \right. \to \left\{ \begin{array}{l}a = 0,54\,mol\\b = 0,05\,mol\end{array} \right.\)

– Quá trình cho – nhận e:

QT cho e:

FeS$_{2}$ → Fe$^{+3}$ + 2S$^{+6}$ + 15e

MS → M$^{+2}$ + S$^{+6}$ + 8e

QT nhận e:

N$^{+5}$ +1e → N$^{+4}$

N$^{+5}$ + 3e → N$^{+2}$

Áp dụng bảo toàn e: 15n$_{FeS2}$ + n$_{MS}$ = n$_{NO2 }$+ 3n$_{NO}$

⇒ 15x + 8x = 0,54 + 0,05.3 = 0,69 ⇒ x = 0,03 mol (2)

Từ (1) và (2) ⇒ M = 65 (Zn)

– Dung dịch thu được sau phản ứng có Zn$^{2+}$, Fe$^{3+}$, SO$_{4}$$^{2-}$, NO$_{3}$$^{-}$ và H$^{+}$

B. ảo toàn nguyên tố S: n$_{SO4}$$^{2-}$$_{(dd A)}$ = 2n$_{FeS2}$ + n$_{ZnS}$ = 2.0,03 + 0,03 = 0,09 mol

Khi cho BaCl$_{2}$ dư vào dung dịch A:

SO$_{4}$$^{2-}$ + Ba$^{2+}$ → BaSO$_{4}$

⇒ m$_{1}$ = m$_{BaSO4}$ = 0,09.233 = 20,97 gam