Nung nóng 13,67 gam hỗn hợp gồm KMnO4 và KClO3, sau một thời gian thu được hỗn hợp rắn X và a mol khí O2. Hòa tan hết X trong dung dịch chứa 0,2 mol HCl đun nóng, thấy thoát ra x mol khí Cl2 và dung dịch chỉ chứa hai muối. Cho a mol khí O2 vào bình kín thể tích là 2 lít chứa NO và NO2 có tỉ lệ mol tương ứng 1 : 3, sau phản ứng, áp suất gây ra trong bình ở 27,30C là 4,928 atm. Hấp thụ toàn bộ khí trong bình sau phản ứng vào nước dư, thu được dung dịch chỉ chứa một chất tan duy nhất (không thấy khí thoát ra). Giá trị của x là. Bài nào đúng và nhanh nhất mình sẽ tích là câu hỏi hay nhất ạ

Đáp án:

 x = 0,04 mol

Giải thích các bước giải:

- Cho O2 vào hỗn hợp NO, NO2 

2NO + O2 → 2NO2                 (1)

nhh khi sau p.ứ = ${{pV} \over {RT}} = {{4,928.2} \over {0,082.(27,3 + 273)}} = 0,4mol$

Hấp thu khí sau phản ứng vào nước:

4NO2 + O2 + 2H2O → 4HNO3

Không có khí thoát ra nên hỗn hợp sau phản ứng (1) gồm NO2 và O2 dư có tỉ lệ số mol là 4 : 1

nNO2 + nO2 dư = 0,4

→ nO2 dư = 0,08 (mol); nNO2 = 0,32 (mol)

Theo (1): nNO2 (1) = nNO

nNO2 sau p.ứ (1) = nNO2 ban đầu + nNO2(1)

→ nNO2 ban đầu + nNO = 0,32

nNO : nNO2 ban đầu = 1 : 3

→ nNO = 0,08 mol; nNO2 ban đầu = 0,24 (mol)

Theo (1): nO2 (1) = $\frac{1}{2}$ nNO = 0,04 mol

a = nO2 ban đầu = 0,08 + 0,04 = 0,12 (mol)

$\left\{ \matrix{
  KMn{O_4} \hfill \cr 
  KCl{O_3} \hfill \cr}  \right.\buildrel {{t^o}} \over
 \longrightarrow \left\{ \matrix{
  \left\{ \matrix{
  KCl \hfill \cr 
  KCl{O_3} \hfill \cr 
  KMn{O_4} \hfill \cr 
  {K_2}Mn{O_4} \hfill \cr 
  Mn{O_2} \hfill \cr}  \right.\buildrel { + HCl} \over
 \longrightarrow \left\{ \matrix{
  KCl(2) \hfill \cr 
  MnC{l_2} \hfill \cr}  \right. + C{l_2} + {H_2}O \hfill \cr 
  {O_2} \hfill \cr}  \right.$

Gọi số mol KMnO4, KClO3 trong hỗn hợp ban đầu lần lượt là m, n

mhh = 158m + 122,5n = 13,67   (g)              (*)

Bảo toàn nguyên tố H: ${n_{{H_2}O}} = {1 \over 2}{n_{HCl}} = 0,1mol$

Bảo toàn nguyên tố O:

4nKMnO4 ban đầu + 3nKClO3 ban đầu = 2nO2 + nH2O

→ 4m + 3n = 2 . 0,12 + 0,1 = 0,34 (mol)        (**)

Từ (*) và (**) → m = 0,04; n = 0,06

Bảo toàn nguyên tố K: nKCl (2) = nKMnO4 ban đầu + nKClO3 ban đầu

                                                  = 0,04 + 0,06 = 0,1 (mol)

Bảo toàn nguyên tố Mn: nMnCl2 = nKMnO4 ban đầu = 0,04 (mol)

Bảo toàn nguyên tố Cl:

nKClO3 ban đầu + nHCl = 2nMnCl2 + nKCl (2) + 2nCl2

$ \to {n_{C{l_2}}} = {{0,06{\rm{ }} + {\rm{ }}0,2{\rm{ }} - {\rm{ }}2{\rm{ }}.{\rm{ }}0,04{\rm{ }} - {\rm{ }}0,1} \over 2} = 0,04$ (mol)