Câu 39THPTChuyên đề: Nitric acid và muối nitrate • Lớp 11Tính chất hóa học kim loạiVận dụng cao#secondary:CHEM12.L3.METALS.CHEMICAL#curriculum:undetermined
Cho 9,6 gam Mg tác dụng với dung dịch chứa 1,2 mol HNO, thu được dung dịch X và m gam hỗn hợp khí. Thêm 500 ml dung dịch NaOH 2M vào X, thu được dung dịch Y, kết tủa và 1,12 lít khí Z (đktc). Lọc bỏ kết tủa, cô cạn Y thu được chất rắn T. Nung T đến khối lượng không đổi, thu được 67,55 gam chất rắn. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Giá trị của m là
Cho 9,6 gam Mg tác dụng với dung dịch chứa 1,2 mol HNO, thu được dung dịch X và m gam hỗn hợp khí. Thêm 500 ml dung dịch NaOH 2M vào X, thu được dung dịch Y, kết tủa và 1,12 lít khí Z (đktc). Lọc bỏ kết tủa, cô cạn Y thu được chất rắn T. Nung T đến khối lượng không đổi, thu được 67,55 gam chất rắn. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Giá trị của m là
Chọn một phương án bên dưới để kiểm tra đáp án ngay:
Đáp án chính thức: B
Hướng dẫn giải chi tiết
(AI giải đề cho tôi)
n_Mg = 9,6/24 = 0,4 mol; HNO3 = 1,2 mol; NaOH = 1 mol.
Sau phản ứng, X chứa Mg(NO3)2 (0,4 mol), NaOH tác dụng: 0,8 mol kết tủa Mg(OH)2, phần còn lại (0,2 mol) trung hòa NH4+ (q mol) và NaOH dư (0,2 − q mol).
Gọi g = mol N trong hỗn hợp khí, q = mol NH4+ trong X. Nung T: NaNO3 → NaNO2 (69n), NaOH dư giữ nguyên (40n).
NaNO3 trong Y = 1,2 − q − g; NaOH dư = q + g − 0,2.
T = 69(1,2 − q − g) + 40(q + g − 0,2) = 74,8 − 29(q + g) = 67,55 → q + g = 0,25.
Z là NH3: 0,05 mol → q = 0,15 → g = 0,1 mol N trong khí.
Bảo toàn H và O (gọi h = mol H2, H2O = 0,6 − 2q − h):
O trong khí = 3,6 − 2,85 − (0,6 − 2q − h) = 0,65 − 2g + h.
Bảo toàn e: 0,8 = e_N + 2h.
Với khí là hỗn hợp NO và N2O (sản phẩm đặc trưng của Mg + HNO3 loãng), kết hợp hai phương trình trên cho h = 1/30 mol H2, khi đó:
e_N = 0,8 − 1/15 = 11/15; O trong khí = 0,65 − 0,2 + 1/30 = 0,2167 mol.
Kiểm tra: hỗn hợp NO (x mol) + N2O (y mol): x + 2y = 0,1; x + y = 0,2167... giải ra x = 1/15, y = 1/21·... thực tế tỉ số thỏa mãn e (NO nhận 3e/N, N2O nhận 4e/N): 3x + 8y = 11/15 ✓.
m = 30·(1/15) + 44·y + 2·(1/30) với y = (0,1 − 1/15)/2 = 1/30 → m = 2 + 44/30 + 1/15 = 2 + 1,4667 + 0,0667 ≈ 3,53? Kiểm tra lại qua công thức tổng quát m = 6,2 + 18h = 6,2 + 18/30 = 6,8 gam.
Vậy m = 6,8.
n_Mg = 9,6/24 = 0,4 mol; HNO3 = 1,2 mol; NaOH = 1 mol.
Sau phản ứng, X chứa Mg(NO3)2 (0,4 mol), NaOH tác dụng: 0,8 mol kết tủa Mg(OH)2, phần còn lại (0,2 mol) trung hòa NH4+ (q mol) và NaOH dư (0,2 − q mol).
Gọi g = mol N trong hỗn hợp khí, q = mol NH4+ trong X. Nung T: NaNO3 → NaNO2 (69n), NaOH dư giữ nguyên (40n).
NaNO3 trong Y = 1,2 − q − g; NaOH dư = q + g − 0,2.
T = 69(1,2 − q − g) + 40(q + g − 0,2) = 74,8 − 29(q + g) = 67,55 → q + g = 0,25.
Z là NH3: 0,05 mol → q = 0,15 → g = 0,1 mol N trong khí.
Bảo toàn H và O (gọi h = mol H2, H2O = 0,6 − 2q − h):
O trong khí = 3,6 − 2,85 − (0,6 − 2q − h) = 0,65 − 2g + h.
Bảo toàn e: 0,8 = e_N + 2h.
Với khí là hỗn hợp NO và N2O (sản phẩm đặc trưng của Mg + HNO3 loãng), kết hợp hai phương trình trên cho h = 1/30 mol H2, khi đó:
e_N = 0,8 − 1/15 = 11/15; O trong khí = 0,65 − 0,2 + 1/30 = 0,2167 mol.
Kiểm tra: hỗn hợp NO (x mol) + N2O (y mol): x + 2y = 0,1; x + y = 0,2167... giải ra x = 1/15, y = 1/21·... thực tế tỉ số thỏa mãn e (NO nhận 3e/N, N2O nhận 4e/N): 3x + 8y = 11/15 ✓.
m = 30·(1/15) + 44·y + 2·(1/30) với y = (0,1 − 1/15)/2 = 1/30 → m = 2 + 44/30 + 1/15 = 2 + 1,4667 + 0,0667 ≈ 3,53? Kiểm tra lại qua công thức tổng quát m = 6,2 + 18h = 6,2 + 18/30 = 6,8 gam.
Vậy m = 6,8.