Cho 50,82 gam hỗn hợp X gồm NaNO3; Fe3O4; Fe(NO3)2 và Mg tan hoàn toàn trong dung dịch chứa 1,8 mol KHSO4 loãng. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được dung dịch Y chỉ chứa 275,42 gam muối sunfat trung hoà và 6,272 lít (đktc) Z gồm hai khí trong đó có một khí hoá nâu trong không khí. Biết tỉ khối của Z so với H2 là 11. Tìm % Mg trong hỗn hợp X

Đáp án: % m_Mg = 25,50%

Giải thích các bước giải:

Khí Z chứa NO và H₂ .

Ta có : d_Z/H2 = 11 → M_Z = 11.2 =22 (g/mol)

Z có n_NO  = x mol và n_H2 = y mol thì ta có hệ phương trình sau  

\(\left\{ \begin{gathered}{n_Z} = x + y = 0,28  \\{M_Z} = \frac{{30x + 2y}}{{x + y}} = 22 \\\end{gathered}  \right. \to \left\{ \begin{gathered}x = 0,2\,mol \\y = 0,08\,mol \\\end{gathered}  \right.\)

PTHH : 4H⁺ + NO₃^- + 3e → 2H₂O + NO

              2H⁺ +2e → H₂

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

                     2H⁺ +O^2- → H₂O

               Mg → Mg²⁺ +2e

                 O + 2e  → O^2-

Bảo toàn khối lượng có m_X + m_KHSO4 = m_muối + m_khí Z + m_H2O

 →50,82 + 1,8.136 = 275,42 + 22.0,28 + m_H2O → m_H2O = 14,04 gam → n_H2O = 0,78 mol

Bảo toàn H ta có  \({n_{KHS{O_4}}} = 2{n_{{H_2}O}} + 4{n_{NH_4^ + }} + 2{n_{{H_2}}} \to {n_{NH_4^ + }} = \frac{{1,8 - 2.0,08 - 0,78.2}}{4} = 0,02\,mol\)

Theo PTHH có n_H⁺ = 4n_NO + 2n_O + 2n_H2 +10n_NH4⁺ → 1,8 = 4.0,2 + 2n_O + 2.0,08 + 10.0,02

→ n_O = 0,32 mol nên n_Fe3O4 = 0,08 mol

Bảo toàn electron: 2n_Mg = 2n_O + 2n_H2 +8n_NH4+ +2n_Fe3O4 → n_Mg =0,54 mol

→ % m_Mg = 25,50%