Hỗn hợp X gồm Mg, Cu và Al. Cho 19,92 gam hỗn hợp X tác dụng với dung dịch HCl dư thu được 9,856 lít H2 (đktc) và còn m1 gam chất rắn không tan. Cho 19,92 gam hỗn hợp X tác dụng với dung dịch HNO3 loãng dư thu được V lít NO (đktc) và dung dịch Y. Cô cạn dung dịch Y thu được 97,95 gam muối khan. Cho m1 gam chất rắn không tan tác dụng với dung dịch HNO3 loãng dư thu được 0,32V lít NO (đktc, sản phẩm khử duy nhất). Phần trăm khối lượng Mg trong hỗn hợp X gần nhất với giá trị nào sau đây?

A. 12%

B. 13%

C. 9,5%

D. 11%

Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án

Môn: Hóa Học Lớp 12

Chủ đề: Tổng hợp Vô cơ 12

Bài: Tổng hợp vô cơ

Lời giải:

Báo sai

n_H2 = 9,856: 22,4 = 0,44 mol

m₁ gam chất rắn không tan là Cu.

Đặt n_Cu= a mol

\(\begin{array}{l} 3Cu{\rm{ }} + {\rm{ }}8HN{O_3} \to {\rm{ }}\;\;\;\;{\rm{ }}3Cu{\rm{ }}{\left( {N{O_3}} \right)_2} + {\rm{ }}\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;{\rm{ }}2NO{\rm{ }} + {\rm{ }}\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;{\rm{ }}4{H_2}O{\rm{ }}\left( 1 \right)\\ a{\rm{ }}\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;{\rm{ }}2a/3 \end{array}\)

Đặt n _NH4NO3 = b mol (b ≥ O)

\(\begin{array}{l} {N^{ + 5}} + {\rm{ }}\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;{\rm{ }}3e{\rm{ }} \to {\rm{ }}\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;{\rm{ }}{N^{ + 2}}\\ 3V/22,4\;{\rm{ }}\;\;\;\;\;\;\;{\rm{ }}V/22,4\\ {N^{ + 5}} + {\rm{ }}\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;{\rm{ }}8e{\rm{ }} \to {\rm{ }}{N^{ - 3}}\;\\ \;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;{\rm{ }}8b\;\;\;\;\;\;\;{\rm{ }}b \end{array}\)

Mặt khác, có n NO (1) = 2a/3

⇒ V_NO = (2a/3). 22,4 = 0,32 V

⇔ 3V/22,4 = 6,25 a (mol)

Áp dụng định luật bảo toàn e ta có:

∑ n_{e KL cho}= ∑ n_{e (N⁺⁵ nhận)}

⇔ 0,44. 2 + 2a = 6,25a + 8b

⇔ 4,25 a + 8b = 0,88 (I)

Mặt khác, m _muối = m _KL + m _NO3 – (muối của KL) + m _NH4NO3

= 19,92 + (0,88 + 2a )62 + 80b

⇔ 97,95 = 74,48 + 124a + 80b (II)

Từ (I) và (II) ta được a = 0,18; b = 0,014375

⇒ m_Mg+ m_Al = 19,92 – 0,13. 64 = 8,4 gam

Đặt n_Mg = x ; n _Al= y

\(\begin{array}{l} \left\{ \begin{array}{l} 24x + 27y = 8,4\\ 2x + 3y = 0,88 \end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l} x = 0,88\\ y = 0,24 \end{array} \right.\\ \Rightarrow \% {\rm{ }}{m_{Mg}} = {\rm{ }}0,08.{\rm{ }}24/{\rm{ }}19,92{\rm{ }} = {\rm{ }}9,64\% \end{array}\)