Hòa tan hoàn toàn a gam kim loại M (hóa trị không đổi) vào b gam dung dịch HCl thu được dung dịch D. Thêm 240g dung dịch NaHCO3 7% vào dung dịch D thì tác dụng vừa đủ với lượng HCl dư. Sau phản ứng thu được dung dịch E có nồng độ phần trăm của NaCl và muối clorua của M tương ứng là 2,5% và 8,12%. Thêm tiếp lượng dư dung dịch NaOH vào dung dịch E. Lọc kết tủa đem nung trong không khí đến khối lượng không đổi thu được 16g chất rắn. Xác định kim loại M và C% dung dịch HCl đã dùng.

Đáp án:

 M là Magie

$C{\% _{HCl}} = 16\% $

Giải thích các bước giải:

Gọi hóa trị của M là n

2M + 2nHCl → 2MCln + nH2↑                       (1)

NaHCO3 + HCl → NaCl + CO2↑ + H2O         (2)

MCln + nNaOH → M(OH)n + nNaCl               (3)

2M(OH)n$\buildrel {{t^o}} \over
 \longrightarrow $ M2On + nH2O                   (4)

mNaHCO3 = $\frac{240.7}{100}$ = 16,8 (g)

nNaHCO3 = $\frac{16,8}{84}$ = 0,2 mol

Theo (2): nNaCl = nNaHCO3 = 0,2 mol

${m_E} = {{0,2.58,5} \over {2,5}}.100 = 468(g)$

$\eqalign{
  & {{\rm{m}}_{{\rm{MC}}{{\rm{l}}_{\rm{n}}}}}{\rm{ = }}{{{\rm{468}}{\rm{.8,12}}} \over {{\rm{100}}}}{\rm{ = 38g}}  \cr 
  & {{\rm{n}}_{{\rm{MC}}{{\rm{l}}_{\rm{n}}}}}{\rm{ = }}{{{\rm{38}}} \over {{\rm{{M_M} + 35,5n}}}}  \cr 
  & {n_{{M_2}{O_n}}} = {{16} \over {2{M_M} + 16n}} = {8 \over {{M_M} + 8n}} \cr} $

Bảo toàn nguyên tố M: 

$\eqalign{
  &  \to {{{\rm{38}}} \over {{{\rm{M}}_{\rm{M}}}{\rm{ + 35,5n}}}} = 2.{8 \over {{M_M} + 8n}}  \cr 
  &  \to {M_M} = 12n  \cr 
  &  \to n = 2;{M_M} = 24 \cr} $

→ M là Magie

$ {n_{MgC{l_2}}} = {{38} \over {95}} = 0,4mol$

Theo (1): nHCl (1) = 2nMgCl2 = 0,8 mol

               nMg = nMgCl2 = 0,4 mol

               nH2 = nMgCl2 = 0,4 mol

a = mMg = 0,4 . 24 = 9,6 (g)

Theo (2): nHCl (2) = nNaHCO3 = 0,2 mol

               nCO2 = nNaHCO3 = 0,2 mol

mE = mMg + mdd HCl + mdd NaHCO3 - mH2 - mCO2

→ 468 = 9,6 + mdd HCl + 240 - 0,4 . 2 - 0,2 . 44

→ b = mdd HCl = 228 (g)

nHCl = 0,8 + 0,2 = 1 mol

$C{\% _{HCl}} = {{1.36,5} \over {228}}.100\%  = 16\% $