Cho 5 gam bột Mg vào dung dịch hỗn hợp KNO3 và H2SO4, đun nhẹ, trong điều kiện thích hợp

Phương pháp giải:

Kết luận các khí có trong Y và tính số mol mỗi khí trong Y

Áp dụng bảo toàn electron, chứng minh sau phản ứng thu được muối amoni, tính số mol muối amoni.

Tìm số mol các ion K⁺ và SO₄^2- thông qua H⁺và NO₃^-

Áp dụng bảo toàn khối lượng cho dung dịch X và tìm m.

Giải chi tiết:

Hỗn hợp khí Y gồm NO (x mol) và H₂ (y mol)

nY=1,79222,4=0,08mol→x+y=0,08 (1)

dY/H2=11,5→MYMH2=11,5→MY=11,5.2=23→mY=23.0,08=1,84gam→30x+2y=1,84 (2)

Từ (1) và (2) →x+y=0,0830x+2y=1,84→x=0,06y=0,02

Ta có m_{Mg phản ứng} = 5 – 0,44 = 4,56 gam →nMg=4,5624=0,19mol

Quá trình trao đổi electron: 

Mg⁰ → Mg⁺² + 2e                                        4H⁺  +  NO₃^-  +  3e →   NO + 2H₂O

0,19       →      0,38                                      0,24 ← 0,06 ← 0,18 ← 0,06

                                                                     10H⁺ + NO₃^- +  8e →   NH₄⁺ + 3H₂O

                                                                      0,2 ←  0,02 ← 0,16 → 0,02

                                                                      2H⁺   +  2e →     H₂

                                                                     0,04 ←  0,04 ← 0,02

Ta thấy: n_{e nhường} = 2n_{Mg phản ứng} = 0,38 mol ≠ n_{e nhận} = 3n_NO + 2n_H2 = 3.0,06 + 2.0,02 = 0,22

→ Phản ứng có tạo muối amoni

nNH4+=2nMg−3nNO−2nH28=0,02mol

nH+=4nNO+10nNH4++2nH2=0,48mol→nSO42−=12nH+=0,24mol

nNO3−=nNO+nNH4+=0,08mol→nK+=nNO3−=0,08mol

Dung dịch X chứa Mg²⁺(0,19 mol), K⁺ (0,08 mol), SO₄^2- (0,24 mol), NH₄⁺ 0,02 mol

→m=0,19.24+0,08.39+0,24.96+0,02.18=31,08gam