Hỗn hợp X gồm Zn, Mg , Fe. Hòa tan hết 23,40 gam hỗn hợp X vào dung dịch HCl thu được 11,20 lít khí (đktc) để tác dụng vừa hết với 23,40 gam hỗn hợp X cần 12,32 lít khí Clo (đktc) Khối lượng của Fe trong hỗn hợp là bao nhiêu

Đáp án:

$\% {m_{Fe}} = 23,93\% $

Giải thích các bước giải:

 Gọi số mol Zn, Mg, Fe trong 23,4g X là x, y, z

mX = 65x + 24y + 56z = 23,4(g)                          (1)

+ X + HCl:

Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2↑

x              →                x

Mg + 2HCl → MgCl2 + H2↑

y               →                   y

Fe + 2HCl → FeCl2 + H2↑

z              →                 z

nH2 = 11,2 : 22,4 = 0,5 mol

→ x + y + z = 0,5                                   (2)

+ X + Cl2:

nCl2 = 12,32 : 22,4 = 0,55 mol

Zn + Cl2 → ZnCl2

 x  →   x

Mg+ Cl2 → MgCl2

y  →   y

2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3

 z   →  1,5z

nCl2 = x + y + 1,5z = 0,55 mol                   (3)

Từ (1), (2) và (3) → x = 0,2; y = 0,2; z = 0,1 

$\% {m_{Fe}} = {{0,1.56} \over {23,4}}.100\%  = 23,93\% $    

`n_{H_2}=\frac{11,2}{22,4}=0,5(mol)`

`n_{Cl_2}=\frac{12,32}{22,4}=0,55(mol)`

Hỗn hợp `X` gồm $\begin{cases}Zn : \ x(mol)\\Mg : \ y(mol)\\ Fe : \ z(mol)\\\end{cases}$

Xét thí nghiệm 1

\(\rm \mathop{Zn}\limits^{+0}\to \mathop{Zn}\limits^{+2}+2e \\\mathop{Mg}\limits^{+0}\to \mathop{Mg}\limits^{+2}+2e \\\mathop{Fe}\limits^{+0}\to \mathop{Fe}\limits^{+2}+2e \\2\mathop{H}\limits^{+1}+2e\to \mathop{H_2}\limits^{+0}\)

Bảo toàn `e`

`->2x+2y+2z=2n_{H_2}`

`->x+y+z=0,5(1)`

Xét thí nghiệm 2

\(\rm \mathop{Zn}\limits^{+0}\to \mathop{Zn}\limits^{+2}+2e \\\mathop{Mg}\limits^{+0}\to \mathop{Mg}\limits^{+2}+2e \\\mathop{Fe}\limits^{+0}\to \mathop{Fe}\limits^{+3}+3e \\\mathop{Cl_2}\limits^{+0}+2e\to 2\mathop{Cl}\limits^{-1}\)

Bảo toàn `e`

`->2x+2y+3z=2n_{Cl_2}`

`->x+y+1,5z=0,55(2)`

Từ `(1)` và `(2)`

`->0,5z=0,05`

`->z=0,1(mol)`

`->m_{Fe}=0,1.56=5,6(g)`