Cho hỗn hợp A gồm Na., Al,Fe, phải ứng với dung dịch axit sunfuric (dư) thu được V(l) khí hiđro. Nếu thay Na và Fe trong hỗn hợp A bằng khối lượng M ( hóa trị 2 không đổi) có khối lượng bằng 1/2 tổng khối lượng của Na và Fe. khối lượng nhôm vẫn giữ nguyên thì thu được hỗn hợp B. Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp B vào dung dịch axit sunfuric loãng dư cũng thu được V(l) khí hiđro. Xác định kim loại M. Biết các thể tích đo ở điều kiện tiêu chuẩn.

Đáp án:

M là Magie (Mg)

Giải thích các bước giải:

 Gọi số mol Na, Al, Fe trong A lần lượt là x, y, z

A + HCl:

2Na + H2SO4 → Na2SO4 + H2↑

 x                        →                    $\frac{x}{2}$ 

2Al + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2↑

y                         →                       $\frac{3y}{2}$  

Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2↑

 z                    →                z

nH2 (A) = $\frac{x}{2}$  + $\frac{3y}{2}$   + z

$\eqalign{
  & {{\rm{m}}_{\rm{M}}}{\rm{ = }}{{23x + 56z} \over 2}  \cr 
  &  \to {{\rm{n}}_{\rm{M}}}{\rm{ = }}{{{\rm{23x + 56z}}} \over {{\rm{2}}{{\rm{M}}_{\rm{M}}}}} \cr} $

B + HCl

2Al + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2↑

y                         →                       $\frac{3y}{2}$  

       M + H2SO4 → MSO4 + H2↑

${{{\rm{23x + 56z}}} \over {{\rm{2}}{{\rm{M}}_{\rm{B}}}}}$           →            ${{{\rm{23x + 56z}}} \over {{\rm{2}}{{\rm{M}}_{\rm{B}}}}}$

nH2 (B) = $\frac{3y}{2}$  + ${{{\rm{23x + 56z}}} \over {{\rm{2}}{{\rm{M}}_{\rm{B}}}}}$

Thể tích H2 thu được ở 2 thí nghiệm bằng nhau nên

nH2 (A) = nH2 (B)

$\eqalign{
  &  \to {x \over 2} + {{3y} \over 2} + z = {{3y} \over 2} + {{{\rm{23x + 56z}}} \over {{\rm{2}}{{\rm{M}}_M}}}  \cr 
  &  \to (x + 2z){M_M} = {\rm{23x + 56z}} \cr} $

Ta có:

$\eqalign{
  & {\rm{(x + 2z)}}{\rm{.23 < 23x + 56z}} < (x + 2z).28  \cr 
  &  \to 23 < {M_M} < 28 \cr} $

→ M là Magie (Mg)