Cho 30 g hỗn hợp X gồm Mg và Al zno và Fe( NO3 )2 tan hoàn toàn trong dung dịch chứa 0,725 mol H2 SO4 loãng.sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được dung dịch Y chứa 90,4 gam muối sunfat trung hòa và 3,92 lít khí (dktc) hỗn hợp khí Z gồm N2 và H2 .biết tỉ khối của Z so với H2 là 33/7 tính khối lượng các chất trong hỗn hợp X

Đáp án:

Vậy: $m_{Al}=4,05g;m_{Mg}=8,4g;m_{ZnO}=4,05;m_{Fe(NO_3)_2}=13,5g$

Giải thích các bước giải:

\[30g\left\{ \begin{array}{l}
Mg(x{\rm{ }}mol)\\
Al(y{\rm{ }}mol)\\
ZnO(z{\rm{ }}mol)\\
Fe{(N{O_3})_2}(t{\rm{ }}mol)
\end{array} \right. + 0,725\,{\rm{ }}mol{\rm{ }}{H_2}S{O_4} \to 90,4g + 3,92{\rm{(l)}}\left\{ \begin{array}{l}
{N_2}\\
{H_2}
\end{array} \right.(M = \frac{{33}}{7}) + {H_2}O\]

Xét hỗn hợp khí Z, ta có hệ

\[\left\{ \begin{array}{l}
{n_{{N_2}}} + {n_{{H_2}}} = \frac{{3,92}}{{22,4}} = 0,175\\
28{n_{{N_2}}} + 2{n_{{H_2}}} = 0,175.\frac{{66}}{7}
\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}
{n_{{N_2}}} = 0,05\\
{n_{{H_2}}} = 0,125
\end{array} \right.\]

Bảo toàn khối lượng, ta có: 

$30+0,725.98=90,4+0,05.28+0,125.2+m_{H_2O}⇒n_{H_2O}=0,5\ mol$

Bảo toàn nguyên tố H; 

$2.n_{H_2SO_4}=2.n_{H_2}+2.n_{H_2O}=4.n_{NH^+_4}⇒n_{NH^+_4}=0,05\ mol$

Bảo toàn nguyên tố N: 

$2,t=2.n_{N_2}+n_{NH^+_4}⇒ t =0,075\ mol$

Bảo toàn O, ta có: 

$z+6t=n_{H_2O}⇒ z =0,05\ mol$ ⇒ $27x+24y=30-0,05.81-0,075.180=12,45g(1)$

Dung dịch Y chứa

$Al_2(SO_4)_3\ (0,5x\ mol);\\MgSO_4(y\ mol);\\ZnSO_4(0,05\ mol); \\FeSO_4(0,075\ mol);\\(NH_4)_2SO_4(0,025\ mol)$

⇒$ 342.0,5x+120y = 90,4-161.0,05-152.0,075-132.0,025=67,65(2)$

Giải hệ pt (1) và (2) ⇒ x = 0,15; y = 0,35

Vậy: $m_{Al}=4,05g;m_{Mg}=8,4g;m_{ZnO}=4,05;m_{Fe(NO_3)_2}=13,5g$