Đốt cháy 4,16 gam hỗn hợp Mg và Fe trong khí O₂, thu được 5,92 gam hỗn hợp X chỉ gồm các oxit. Hòa tan hoàn toàn X trong dung dịch HCl vừa đủ, thu được dung dịch Y. Cho dung dịch NaOH dư vào Y, thu được kết tủa Z. Nung Z trong không khí đến khối lượng không đổi, thu được 6 gam chất rắn. Mặt khác cho Y tác dụng với dung dịch AgNO₃ dư, thu được m gam kết tủa. Giá trị của m là

Cách 1: Trước hết ta tóm tắt sơ đồ phản ứng để dễ dàng nắm bắt nội dung của bài toán:

+ Bảo toàn nguyên tố Mg: n_MgO = n_Mg = a mol

+ Bảo toàn nguyên tố Fe: 

Bây giờ ta đi tìm a, b.

+ Từ đó ta có hệ: 

+ Bảo toàn khối lượng: m_O(X) = 5,92 - 4,16 = 1,76 g

+ Như vậy ta có: m_{kết tủa} =m_Ag + m_AgCl , mà đã có được n_AgCl, nên công việc của ta là đi tính khối lượng Ag.

Để tính được Ag, ta cần phải xác định được các trạng thái số oxi hóa của các nguyên tố có sự thay đổi số oxi hóa là Mg, Fe, O và Ag, dựa vào sơ đồ phản ứng ở trên ta dễ dàng tính được m_Ag.

+ Bảo toàn electron ta có các quá trình

+ Do đó 2n_Mg + 3n_Fe = 2n_O(X) + n_Ag

⇒2.0,01+ 3.0,07 = 2.0,11+n_Ag ⟹n_Ag =0,01 mol

Suy ra m_{kết tủa} = m_Ag +m_AgCl =0,01.108 + 0,22.143,5 = 32,65 g

Cách 2: Ta sẽ không cần tìm a, b như trên, thay vào đó ta sẽ sử dụng giả thiết “hỗn hợp X chỉ gồm các oxit”  :

+ Nung Z trong không khí được 6 gam chất rắn là Fe₂O₃.

+ Bảo toàn khối lượng: m_O(X) = 5,92 - 4,16 = 1,76 g

+ Bảo toàn nguyên tố:

+ Tương tự như trên ta cần phải tính được n_Ag, dễ thấy 6 g rắn khi nung Z > m_X(5,92)

⇒ Trong X phải có FeO, vì “hỗn hợp X chỉ gồm các oxit” nên ta coi X chỉ gồm 2 oxit là FeO và Fe₂O₃.

Do đó khối lượng O dùng để oxi hóa Fe²⁺ trong X thành Fe³⁺ là:

+ Như vậy bảo toàn electron, thì số mol:

+ Nên n_Ag = n_Fe²⁺ = 2n_O = 2.0,005 = 0,01 mol

⇒ m_↓ = m_Ag +m_AgCl =0,01.108 + 0,22.143,5 = 32,65 g

Đáp án A