Cho 9,6 gam hỗn hợp gồm Mg và Fe có tỉ lệ mol 1:1 phản ứng với hỗn hợp khí X gồm Cl2 và O2, sau phản ứng chỉ thu được hỗn hợp rắn gồm các oxit và muối clorua, không còn khí dư. Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp sản phẩm bằng một lượng vừa đủ 360 ml dung dịch HCl 1M, thu được dung dịch Y. Cho AgNO3 dư vào dung dịch Y, thu được 85,035 gam kết tủa. Phần trăm thể tích của O2 trong hỗn hợp X?

Đáp án:

\(\% {V_{{O_2}}} = 46,15\% \)

Giải thích các bước giải:

 Ta có: 

\({n_{Mg}} = {n_{Fe}} = \frac{{9,6}}{{56 + 24}} = 0,12{\text{ mol}}\)

Sơ đồ phản ứng:

\(\left\{ \begin{gathered}
  Mg \hfill \\
  Fe \hfill \\ 
\end{gathered}  \right. + \left\{ \begin{gathered}
  C{l_2} \hfill \\
  {O_2} \hfill \\ 
\end{gathered}  \right.\xrightarrow{{{t^o}}}\left\{ \begin{gathered}
  oxit \hfill \\
  clorua \hfill \\ 
\end{gathered}  \right.\xrightarrow{{ + 0,36{\text{ mol HCl}}}}\left\{ \begin{gathered}
  clorua \hfill \\
  {H_2}O \hfill \\ 
\end{gathered}  \right.\)

Bảo toàn H: \({n_{{H_2}O}} = \frac{1}{2}{n_{HCl}} = 0,18{\text{ mol}}\)

Bảo toàn O: 

\({n_O} = {n_{{H_2}O}} = 0,18{\text{ mol}} \to {{\text{n}}_{{O_2}}} = \frac{1}{2}{n_O} = 0,09{\text{ mol}}\)

Gọi \({n_{C{l_2}}} = x{\text{ mol}}\)

Bảo toàn nguyên tố Cl:

\({n_{AgCl}} = 2{n_{C{l_2}}} + {n_{HCl}} = 2x + 0,36{\text{ mol}}\)

Bảo toàn e:

\({n_{Ag}} = 2{n_{Mg}} + 3{n_{Fe}} - 4{n_{{O_2}}} - 2{n_{C{l_2}}} = 0,12.2 + 0,12.3 - 0,09.4 - 2x = 0,24 - 2x{\text{ mol}}\)

\( \to 143,5.(2x + 0,36) + 108.(0,24 - 2x) = 85,035 \to x = 0,105{\text{ mol}}\)

\( \to \% {V_{{O_2}}} = \frac{{0,09}}{{0,09 + 0,105}} = 46,15\% \)

Đáp án:

`46,15%`

Giải thích các bước giải:

 `n_{Mg} = n_{Fe} = 0,12 mol ; n_{HCI} = 0,36 mol.`

`4H^+ + O_2 → 2H_2O ⇒ n_{O_2} = 0,09 mol ; n_{cl_2} = x mol.`

`85,035` gam kết tủa gồm: `Ag y mol` và `AgCI (2x + 0,36) mol.`

Xét tất cả các quá trình nhận thấy: `O_2`, `CI_2`, `Ag` nhận `e`; `Mg` nhường `2e`; `Fe` nhường `3e`.

Vật bảo toàn `e` ta có: `2.0,12 + 3.0,12 = 2.x + 0,36 + y` (1)

Mặt khác: `108y + (2x + 0,36).143,5 = 85,0,35` (2)

Giải hệ phương trình (1), (2) ta có: `x = 0,015; y = 0,03 \Rightarrow %V_{O_2} = 46,15%`