Cho m gam Mg vào 500 ml dung dịch gồm H2

B

- Hướng dẫn giải

Phương pháp giải:

Do sau phản ứng thu được khí H₂ và hỗn hợp KL (Mg dư và Cu) nên dung dịch Y không chứa NO₃^- và Cu²⁺

⟹ Y chứa Mg²⁺ (x mol); NH₄⁺ (y mol) và SO₄^2- (0,2 mol)

Sơ đồ:

\(m(g)\,Mg + \left\{ \begin{array}{l}{H_2}S{O_4}:0,2\\Cu{(N{O_3})_2}\end{array} \right. \to X\left\{ \begin{array}{l}{N_2}:0,02\\{H_2}:0,03\end{array} \right. + 2(g)\left\{ \begin{array}{l}Mg\\Cu\end{array} \right. + {\rm{dd}}\,Y\left\{ \begin{array}{l}M{g^{2 + }}:x\\N{H_4}^ + :y\\S{O_4}^{2 - }:0,2\end{array} \right.\)

BTNT “N”: n_Cu(NO3)2 = n_Cu = (n_NH4+ + 2n_N2)/2 ⟹ n_Cu theo y

Lập hệ 2 phương trình dựa vào các dữ kiện:

BTĐT cho dd Y: 2n_Mg2+ + n_NH4+ = 2n_SO42-

BTe: 2n_{Mg pư} = 2n_Cu + 10n_N2 + 2n_H2 + 8n_NH4+

Giải hệ thu được x và y

⟹ n_Cu ⟹ m_{Mg dư} ⟹ m = m_{Mg ban đầu} = m_{Mg pư} + m_{Mg dư} 

Giải chi tiết:

Đặt n_N2 = a và n_H2 = b (mol)

n_X = a + b = 1,12 : 22,4 = 0,05 (1)

m_X = n_X.M_X ⟹ 28a + 2b = 0,05.6,2.2 (2)

Giải (1) và (2) được: a = 0,02 và b = 0,03

Do sau phản ứng thu được khí H₂ và hỗn hợp KL (Mg dư và Cu) nên dung dịch Y không chứa NO₃^- và Cu²⁺

⟹ Y chứa Mg²⁺ (x mol); NH₄⁺ (y mol) và SO₄^2- (0,2 mol)

Sơ đồ:

\(m(g)\,Mg + \left\{ \begin{array}{l}{H_2}S{O_4}:0,2\\Cu{(N{O_3})_2}\end{array} \right. \to X\left\{ \begin{array}{l}{N_2}:0,02\\{H_2}:0,03\end{array} \right. + 2(g)\left\{ \begin{array}{l}Mg\\Cu\end{array} \right. + {\rm{dd}}\,Y\left\{ \begin{array}{l}M{g^{2 + }}:x\\N{H_4}^ + :y\\S{O_4}^{2 - }:0,2\end{array} \right.\)

BTNT “N”: n_Cu(NO3)2 = (n_NH4+ + 2n_N2)/2 =  (y + 2.0,02)/2 = 0,5y + 0,02 (mol)

⟹ n_Cu = 0,5y + 0,02

BTĐT cho dd Y: 2n_Mg2+ + n_NH4+ = 2n_SO42- ⟹ 2x + y = 0,2.2 (3)

BTe: 2n_{Mg pư} = 2n_Cu + 10n_N2 + 2n_H2 + 8n_NH4+ ⟹ 2x = 2(0,5y+0,02) + 10.0,02 + 2.0,03 + 8y (4)

Giải (3) và (4) thu được x = 0,195 và y = 0,01

⟹ n_Cu = 0,5y + 0,02 = 0,025 mol ⟹ m_{Mg dư} = 2 – 0,025.64 = 0,4 gam

⟹ m = m_{Mg ban đầu} = m_{Mg pư} + m_{Mg dư} = 0,195.24 + 0,4 = 5,08 gam

Đáp án B