Hỗn hợp X gồm Mg, Al, Al2

Câu hỏi: Hỗn hợp X gồm Mg, Al, Al₂O₃ và MgCO₃ (trong đó oxi chiếm 25,157% về khối lượng). Hòa tan hết 19,08 gam X trong dung dịch chứa 1,32 mol NaHSO₄ và x mol HNO₃, kết thúc phản ứng thu được dung dịch Y chỉ chứa các muối trung hòa có khối lượng 171,36 gam và hỗn hợp khí Z gồm CO₂, N₂O, H₂. Tỉ khối của Z so với He bằng 7,5. Cho dung dịch NaOH dư vào Y, thu được 19,72 gam kết tủa. Trong các nhận định dưới đây có bao nhiêu nhận định đúng :(1) Trong X có 0,06 mol MgCO₃(2) Giá trị của x là 0,16(3) Trong Z có 0,06 mol H₂(4) Khối lượng Al trong X là 4,86 g

A 1

B 2

C 3

D 4

Đáp án

- Hướng dẫn giải

Phương pháp giải:

- Theo đề bài ta có : ${n_{O(trong{\rm{ X)}}}} = \frac{{0,25157.19,08}}{{16}} = 0,3\,mol$

- Khi cho dung dịch tác dụng với NaOH dư ta được : ${n_{M{g^{2 + }}}} = {n_{Mg{{(OH)}_2}}} = 0,34\,mol$

- Xét dung dịch Y có $\left\{ \begin{array}{l} 3{n_{A{l^{3 + }}}} + {n_{N{H_4}^ + }} = 2{n_{S{O_4}^{2 - }}} - {n_{N{a^ + }}} - 2{n_{M{g^{2 + }}}} = 0,64\\ 27{n_{Al}} + 18{n_{N{H_4}^ + }} = {m_Y} - 96{n_{S{O_4}^{2 - }}} - 23{n_{N{a^ + }}} - 24{n_{M{g^{2 + }}}} = 6,12 \end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l} {n_{Al}} = 0,2\,mol\\ {n_{N{H_4}^ + }} = 0,04\,mol \end{array} \right.$

- Quy đổi hỗn hợp rắn X thành Mg, Al, O và C. → bảo toàn C→ MgCO₃

- Quay lại hỗn hợp rắn X với Al, Al₂O₃, Mg và MgCO₃ có : ${n_{Mg}} = {n_{M{g^{2 + }}}} - {n_{MgC{O_3}}} = 0,28\,mol$

Bảo toàn O → Al₂O₃

- Xét hỗn hợp khí Z ta có : n_N2O = a và n_H2 = b và n_CO2 = 0,06 mol

→ M_Z = 30

Bảo toàn e cho phản ứng với HNO₃ có 8n_N2O + 2n_H2 + 8n_NH4+ = 3n_Al + 2n_Mg

→ a = 0,06 và b =0,06 mol

- Xét toàn bộ quá trình phản ứng của X với dung dịch chứa 1,32 mol NaHSO₄ và x mol HNO₃ có:

${n_{{H_2}O}} = \frac{{{n_{NaHS{O_4}}} + {n_{HN{O_3}}} - 4{n_{N{H_4}^ + }} - 2{n_{{H_2}}}}}{2} = 0,5x - y + 0,58$

$m + 63{n_{HN{O_3}}} + 120{n_{NaHS{O_4}}} = {m_Y} + {m_Z} + 18{n_{{H_2}O}} $ \to 19,08 + 63x + 120.1,32 = 171,36 + 90y + 18(0,5x - y + 0,58) \to 54x - 72y = 4,32\,(1)$$

$2{n_{{N_2}O}} + {n_{N{H_4}^ + }} = {n_{HN{O_3}}} \to 2(2y - 0,06) + 0,04 = x \to x - 4y = - 0,08\,(2)$

→ x và y

Giải chi tiết:

- Theo đề bài ta có : ${n_{O(trong{\rm{ X)}}}} = \frac{{0,25157.19,08}}{{16}} = 0,3\,mol$

- Khi cho dung dịch tác dụng với NaOH dư ta được : ${n_{M{g^{2 + }}}} = {n_{Mg{{(OH)}_2}}} = 0,34\,mol$

- Quy đổi hỗn hợp rắn X thành Mg, Al, O và C. → bảo toàn C

${n_{MgC{O_3}}} = {n_C} = \frac{{{m_X} - 24{n_{Mg}} - 27{n_{Al}} - 16{n_O}}}{{12}} = 0,06\,mol$

- Quay lại hỗn hợp rắn X với Al, Al₂O₃, Mg và MgCO₃ có : ${n_{Mg}} = {n_{M{g^{2 + }}}} - {n_{MgC{O_3}}} = 0,28\,mol$

Bảo toàn O ${n_{A{l_2}{O_3}}} = \frac{{{n_{O(trong\,X)}} - 3{n_{MgC{O_3}}}}}{3} = 0,04\,mol \Rightarrow {n_{Al}} = {n_{A{l^{3 + }}}} - 2{n_{A{l_2}{O_3}}} = 0,12\,mol$

- Xét hỗn hợp khí Z ta có : n_N2O = a và n_H2 = b và n_CO2 = 0,06 mol

→ M_Z = 30 = (44a + 2b + 0,06.44) : (a + b +0,06)

Bảo toàn e cho phản ứng với HNO₃ có 8n_N2O + 2n_H2 + 8n_NH4+ = 3n_Al + 2n_Mg

→ a = 0,06 và b =0,06 mol

- Xét toàn bộ quá trình phản ứng của X với dung dịch chứa 1,32 mol NaHSO₄ và x mol HNO₃ có:

${n_{{H_2}O}} = \frac{{{n_{NaHS{O_4}}} + {n_{HN{O_3}}} - 4{n_{N{H_4}^ + }} - 2{n_{{H_2}}}}}{2} = 0,5x - y + 0,58$

$m + 63{n_{HN{O_3}}} + 120{n_{NaHS{O_4}}} = {m_Y} + {m_Z} + 18{n_{{H_2}O}} $ \to 19,08 + 63x + 120.1,32 = 171,36 + 90y + 18(0,5x - y + 0,58) \to 54x - 72y = 4,32\,(1)$$

$2{n_{{N_2}O}} + {n_{N{H_4}^ + }} = {n_{HN{O_3}}} \to 2(2y - 0,06) + 0,04 = x \to x - 4y = - 0,08\,(2)$

→ x và y

- Giải hệ (1) và (2) ta được : x= 0,16 và y=0,06 mol

(1) đúng vì MgCO₃ :0,06 mol

(2) đúng

(3) đúng

(4) sai vì m_Al = 0,12.27 =3,24

Đáp án C

Câu hỏi trên thuộc đề trắc nghiệm

Đề thi thử THPT QG môn Hóa học trường THPT chuyên Long An - lần 1 - năm 2018 (có lời giải chi tiết)

↑