X là hỗn hợp gồm Mg và MgO (trong đó Mg chiếm 60% khối lượng). Y là dung dịch gồm H2SO4 và NaNO3. Cho 6 gam X tan hoàn toàn vào Y, thu được dung dịch Z (chỉ chứa ba muối trung hòa) và hỗn hợp hai khí (gồm khí T và 0,04 mol H2). Cho dung dịch BaCl2 dư vào Z, thu được 55,92 gam kết tủa. Biết Z có khả năng tác dụng vừa đủ với dung dịch chứa 0,44 mol NaOH. Khí T là

Đáp án:

\[{{\rm{N}}_2}{\rm{O}}\]

Giải thích các bước giải:

 Ta có: 

\[\begin{array}{l}
{{\rm{m}}_{{\rm{Mg}}}} = 6.60\%  = 3,6{\rm{ gam }} \to {{\rm{m}}_{{\rm{MgO}}}} = 6 - 3,6 = 2,4{\rm{ gam}}\\
 \to {{\rm{n}}_{{\rm{Mg}}}} = 0,15{\rm{ mol; }}{{\rm{n}}_{{\rm{MgO}}}} = 0,06{\rm{ mol}}
\end{array}\]

Vì thu được khí % \[{{\rm{H}}_2}\] nên  \[{\rm{N}}{{\rm{O}}_3}^ - \] hết

Dung dịch Z thu được chứa 3 muối trung hòa -> 3 muối gồm
\[MgS{O_4};N{a_2}S{O_4};{(N{H_4})_2}S{O_4}\]

Cho \[BaC{l_2}\] vào thu được kết tủa là \[BaS{O_4}\]

\[ \to {n_{BaS{O_4}}} = \frac{{55,92}}{{233}} = 0,24{\rm{ mol}}\]

Ta có: \[{n_{MgS{O_4}}} = 0,06 + 0,15 = 0,21{\rm{ mol}}\]

Dung dịch Z tác dụng vừa đủ 0,44 mol NaOH

\[ \to {{\rm{n}}_{{\rm{NaOH}}}} = 2{{\rm{n}}_{{\rm{MgS}}{{\rm{O}}_4}}} + 2{{\rm{n}}_{{{({\rm{N}}{{\rm{H}}_4})}_2}{\rm{S}}{{\rm{O}}_4}}} \to {{\rm{n}}_{{{{\rm{(N}}{{\rm{H}}_4})}_2}{\rm{S}}{{\rm{O}}_4}}} = 0,01{\rm{ mol}}\]

Bảo toàn gốc \[{\rm{S}}{{\rm{O}}_4}^{2 - }\]:

\[ \to 0,21 + {{\rm{n}}_{{\rm{N}}{{\rm{a}}_2}{\rm{S}}{{\rm{O}}_4}}} + 0,01 = 0,24 \to {{\rm{n}}_{{\rm{N}}{{\rm{a}}_2}{\rm{S}}{{\rm{O}}_4}}} = 0,02{\rm{ mol}}\]

Bảo toàn Na: \[{{\rm{n}}_{{\rm{NaN}}{{\rm{O}}_3}}} = 0,02.2 = 0,04{\rm{ mol}}\]

Bảo toàn N: \[{{\rm{n}}_{{\rm{N trong T}}}} = 0,04 - 0,01.2 = 0,02{\rm{ mol}}\]

Gọi số mol O trong T là x

Bảo toàn e: \[\begin{array}{l}
2{{\rm{n}}_{{\rm{Mg}}}} = 5{{\rm{n}}_{{\rm{N}}{\rm{trong T}}}} - 2{{\rm{n}}_{{\rm{O trong T}}}} + 2{{\rm{n}}_{{{\rm{H}}_2}}} + 8{{\rm{n}}_{{\rm{N}}{{\rm{H}}_4}^ + }}\\
 \to {\rm{0}}{\rm{,15}}{\rm{.2 = 5}}{\rm{.0}}{\rm{,02 - 2x + 2}}{\rm{.0}}{\rm{,04 + 8}}{\rm{.0}}{\rm{,02}} \to {\rm{x = 0}}{\rm{,04}}
\end{array}\]

Tỉ lệ N:O=2:1 nên T là \[{{\rm{N}}_2}{\rm{O}}\]