Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp A gồm Fe và kim lo...

- Hướng dẫn giải

Phương pháp giải:

1. Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố H ta có:

n_HCl = 2n_H2 = ? mol

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có: m_A + m_HCl = m _muối + m_H2

=> m_HCl = m _muối + m_H2 – m_A = ? (gam)

2. Hỗn hợp khí B là CO₂ và SO₂. Dùng quy tắc đường chéo, tính ra được từng số mol CO₂; SO₂

Đặt số mol của Fe và M lần lượt là x và y (mol)

- Khi cho hỗn hợp tác dụng với HCl:

Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂

x                                  x   (mol)

M + nHCl → MCl_n + 0,5nH₂

y                                 0,5ny  (mol)

- Khi cho hỗn hợp tác dụng với HNO₃ đặc và H₂SO₄ đặc:

Ta có các bán phản ứng oxi hóa – khử:

Fe → Fe³⁺ + 3e

x                   3x

M → Mⁿ⁺ + ne

y                   ny

S⁺⁶     +    2e → S⁺⁴ (SO₂)

N⁺⁵    +   1e  → N⁺⁴ (NO₂)

Lập phương trình với số mol H₂ => đượcphương trình (1)

Dùng bảo toàn e: n_e(nhường)  = n_{e( nhận)} => được phương trình (2)

Từ (1) và (2) ta giải ra được x = ? và ny = ?

Mặt khác: m_A = m_Fe + m_M => mối quan hệ giữa M và n

Cho n = 1, 2, 3 => tìm được M

Giải chi tiết:

\(m(g)A\left\{ \begin{gathered}
Fe \hfill \\
M \hfill \\
\end{gathered} \right.\xrightarrow{{ + HCl}}4,575(g)\,muoi\left\{ \begin{gathered}
MC{\operatorname{l} _n} \hfill \\
FeC{l_2} \hfill \\
\end{gathered} \right. + 0,045\,mol\,{H_2}\)

 1. Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố H ta có:

n_HCl = 2n_H2 = 2.0,045 = 0,09 mol

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có: m_A + m_HCl = m _muối + m_H2

=> m = m _muối + m_H2 – m_A = 4,575 + 0,045.2 – 0,09.36,5 = 1,38 (gam)

2.

Số mol của khí thu được sau phản ứng là: \({n_B} = \frac{{1,008}}{{22,4}} = 0,084(mol)\)

Do cho kim loại phản ứng với H₂SO₄ đặc và HNO₃ đặc nên khí sinh ra là SO₂ và NO₂.

Áp dụng phương pháp đường chéo ta có:

SO₂:     64                    4,5

                        50,5

NO₂:    46                    13,5

\( \to \frac{{{n_{S{O_2}}}}}{{{n_{N{O_2}}}}} = \frac{{4,5}}{{13,5}} = \frac{1}{3} \to \left\{ \begin{gathered}
{n_{S{O_2}}} = 1.\frac{{0,084}}{4} = 0,021(mol) \hfill \\
{n_{N{O_2}}} = 3.\frac{{0,084}}{4} = 0,063(mol) \hfill \\
\end{gathered} \right.\)

Đặt số mol của Fe và M lần lượt là x và y (mol)

- Khi cho hỗn hợp tác dụng với HCl:

Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂

x                                  x   (mol)

M + nHCl → MCl_n + 0,5nH₂

y                                 0,5ny  (mol)

n_H2 = 0,045 => x + 0,5ny = 0,045 (1)

- Khi cho hỗn hợp tác dụng với HNO₃ đặc và H₂SO₄ đặc:

Ta có các bán phản ứng oxi hóa – khử:

Fe → Fe³⁺ + 3e

x                   3x

M → Mⁿ⁺ + ne

y                   ny

S⁺⁶     +    2e → S⁺⁴ (SO₂)

0,021     0,042

N⁺⁵    +   1e  → N⁺⁴ (NO₂)

0,063    0,063

Áp dụng định luật bảo toàn electron ta có: 3x + ny = 0,042 + 0,063 hay 3x + ny = 0,105 (2)

Từ (1) và (2) ta có hệ phương trình sau: 

\(\left\{ \begin{gathered}
x + 0,5ny = 0,045 \hfill \\
3x + ny = 0,105 \hfill \\
\end{gathered} \right. \to \left\{ \begin{gathered}
x = 0,015 \hfill \\
ny = 0,06(3) \hfill \\
\end{gathered} \right.\)

Mặt khác: m_A = m_Fe + m_M => 1,38 = 0,015.56 + My => My = 0,54(4)

Từ (3) và (4) suy ra  M = 9n

Ta có bảng sau:

Vậy kim loại M là nhôm, kí hiệu là Al.