Hòa tan hoàn toàn 4,56g hỗn hợp rắn Mg và KOH vào dung dịch HNO3 2M tạo ra 2,24 lít NO2 (đktc, sp khử duy nhất) và dung dịch X chỉ gồm muối nitrat. a) Viết ptpu xảy ra b) Tính thể tích dung dịch HNO3 đã dùng c) Cô cạn dung dịch X thu được hỗn hợp rắn, nhiệt phân hoàn toàn thu được hỗn hợp khí Y. Tính tỉ khối hơi của Y so với không khí?

Đáp án:

a) PTHH: KOH + HNO3 → KNO3 + H2O (1)

Mg + 4HNO3 → Mg(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O  (2)

b) VHNO3 = 0,13 lít

c) d = 1,571

Giải thích các bước giải:

a) PTHH: KOH + HNO₃ → KNO₃ + H₂O (1)

Mg + 4HNO₃ → Mg(NO₃)₂ + 2NO₂↑ + 2H₂O  (2)

b)

n_NO2(dktc) = 2,24:22,4 = 0,1 (mol)

Theo PTHH (2): n_Mg = 1/2 n_NO2 = 1/2×0,15 = 0,05 (mol)

→ m_Mg = 0,05×24 = 1,2 (g)

→ m_KOH = m_hh - m_Mg = 4,56 - 1,2 = 3,36 (g)

→ n_KOH = 3,36 : 56 = 0,06 (mol)

Theo PTHH (2): n_HNO3(2) = 2n_NO2 = 2×0,1 = 0,2 (mol)

Theo PTHH (1): n_HNO3(1) = n_KOH = 0,06 (mol)

→ Tổng mol HNO₃ = n_HNO3(1) + n_HNO3(2) = 0,06 + 0,2 = 0,26 (mol)

V­_HNO3 = n_HNO3 : C_M = 0,26 : 2= 0,13 (lít)

c) Theo PTHH (1): n_KNO3 = n_KOH = 0,06 (mol)

n_Mg(NO3)2 = n_Mg = 0,05 (mol)

→ Rắn X thu được chứa:\(\left\{ \matrix{
  KN{O_3}:0,06\,(mol) \hfill \cr 
  Mg{(N{O_3})_2}:0,2\,(mol) \hfill \cr}  \right.\)

Nhiệt phân rắn X xảy ra phản ứng:

\(\eqalign{
  & 2KN{O_3}\buildrel {{t^0}} \over
 \longrightarrow 2KN{O_2} + {O_2} \uparrow   \cr 
  & 0,06\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\buildrel {} \over
 \longrightarrow 0,03\,(mol)  \cr 
  & 2Mg{(N{O_3})_2}\buildrel {{t^0}} \over
 \longrightarrow 2MgO + 4N{O_2} \uparrow  + {O_2} \uparrow   \cr 
  & 0,2\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\buildrel {} \over
 \longrightarrow \,\,0,4\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, \to \,0,1\,\,(mol) \cr} \)

Hỗn hợp Y thu được gồm:\(\left\{ \matrix{
  N{O_2}:0,4\,\,(mol) \hfill \cr 
  {O_2}:\,0,03 + \,0,1 = 0,13\,(mol) \hfill \cr}  \right.\)

Khối lượng trung bình của Y là: \({\overline M _Y} = {{{m_{N{O_2}}} + {m_{{O_2}}}} \over {{n_{N{O_2}}} + {n_{{O_2}}}}} = {{0,4 \times 46 + 0,13 \times 32} \over {0,4 + 0,13}} = 42,566\,(g/mol)\)

Tỉ khối của Y so với không khí là: \({d_{Y/kk}} = {{{{\overline M }_Y}} \over {{M_{kk}}}} = {{42,566} \over {29}} = 1,571\)

Đáp án:

 Tham khảo trong hình 

Giải thích các bước giải: