Cho m gam Mg vào 500 ml dung dịch gồm H2SO4 0,4M và Cu(NO3)2. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 1,12 lít (đktc) hỗn hợp khí X gổm N2, H2, dung dịch Y và còn lại 2,0 gam hỗn hợp kim
Phương pháp: Do sau phản ứng thu được khí H2 và hỗn hợp kim loại (Mg dư và Cu) nên dung dịch Y không chứa NO3−và Cu2+
Y chứa Mg2+ (x mol); NH4+ (y mol) và SO42− (0,2 mol)
Sơ đồ: m(g)Mg+H2SO4:0,2Cu(NO3)2→XN2:0,02H2:0,03+2(g)MgCu+dd YMg2+:xNH4+:ySO42−:0,2
BTNT “N”: nCu(NO3)2=nCu=(nNH4++2nN2)/2⇒nCu theo y
Lập hệ 2 phương trình dựa vào các dữ kiện:
BTĐT cho dung dịch Y: 2nMg2++nNH4+=2nSO42−
BTe: 2nMg pu=2nCu+10nN2+2nH2+8nNH4+
Giải hệ thu được x và y
⇒nCu⇒mMg du⇒m=mMg ban đầu =mMg pu+mMg du
Hướng dẫn giải:
Đặt nN2=a và nH2=b (mol)
nx=nx=a+b=1,12:22,4=0,05 (1)
mx=nx.Mx⇒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 SO42− (0,2 mol)
m(g)Mg+H2SO4:0,2Cu(NO3)2→XN2:0,02H2:0,03+2(g)MgCu+dd YMg2+:xNH4+:ySO42−:0,2BTNT “N”: nCu(NO3)2=nCu=(nNH4++2nN2)/2=(y+2.0,02)/2=0,5y+0,02 (mol)⇒nCu=0,5y+0,02
BTĐT cho dung dịch Y: 2nMg2++nNH4+=2nSO42−⇒2x+y=0,2.2 (3)
BTe: 2nMg pu=2nCu+10nN2+2nH2+8nNH4+⇒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
⇒nCu=0,5y+0,02=0,025 mol⇒mMg du=2−0,025.64=0,4 gam⇒m=mMg ban dau=mMg pu+mMg du=0,195.24+0,4=5,08 gam
Chọn đáp án B.