Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp Al và Mg trong V ml dung dịch HNO3 2,5 M. Kết thúc phản ứng thu được dung dịch X (không chứa muối amoni) và 0,084 mol hỗn hợp khí gồm N2 và N2O có tỉ khối so với oxi là 31:24. Cho từ từ dung dịch NaOH 2M vào dung dịch X thì lượng kết tủa biến thiên theo đồ thị hình vẽ dưới đây:
Giá trị của m và V lần lượt là
Trả lời bởi giáo viên
Theo quy tắc đường chéo tính được N2: 0,014 mol và N2O : 0,07 mol
Đặt nAl = x mol nMg = y mol
Dd X có dư HNO3 nên Al và Mg phản ứng hết
Al → Al+3 + 3e 2N+5 + 10e → N2
Mg → Mg+2 + 2e 2N+5 + 8e → 2N+1
Bảo toàn e thì 3x + 2y = 0,014.10 +0,07.8 = 0,7
Cho NaOH vào NaOH + HNO3 → NaNO3 + H2O → HNO3 dư :0,1 mol
Tại thể tích NaOH là 0,4125 lít thì kết tủa qua vị trí cực đại → Al(OH)3 bị hòa tan một phần
2OH- + Mg2+ → Mg(OH)2
3OH- + Al3+ → Al(OH)3
Al(OH)3 + OH- → AlO2- +H2O
Kết tủa có Mg(OH)2 : y mol, Al(OH)3 : (x – z) mol (giả sử z mol Al(OH)3 bị hòa tan)
Ta có
17,45 = 58y + 78(x - z) = m↓
2y + 3x + z = (0,4125 - 0,05).2 = nNaOH
→ x = 0,1 mol ; y = 0,2 mol; z = 0,025 mol
→ m = 27x + 24y = 7,5
Bảo toàn N trong phản ứng X + HNO3 có
nHNO3 = 3x + 2y + 2nN2 + 2nN2O + nHNO3 dư = 0,968
→ V = 0,3872 lít
Hướng dẫn giải:
+) Từ số mol và tỉ khối hh khí => số mol N2 và N2O
+) Đặt nAl = x mol nMg = y mol
+) Bảo toàn e => PT (1)
+) Dựa vào đồ thị => số mol HNO3 dư
+) Xác định số mol mỗi kết tủa => Pt khối lượng kết tủa
+) Tính số mol NaOH phản ứng tạo kết tủa tại mốc 0,4125
=> x, y, z
+) Bảo toàn N : nHNO3 = 3x + 2y + 2nN2 + 2nN2O + nHNO3 dư