Hòa tan hoàn toàn 21,5 gam hỗn hợp X gồm Al, Zn, FeO, Cu(NO3)2 cần dùng hết 430 ml dung dịch H2SO4 1M, thu được 0,19 mol hỗn hợp khí Y gồm hai khí không màu, có một khí hóa nâu ngoài không khí, có tỉ khối hơi so với H2 bằng 5,421; dung dịch Z chỉ chứa các muối sunfat trung hòa. Cô cạn dung dịch Z thu được 56,9 gam muối khan. Phần trăm khối lượng của Al trong hỗn hợp X là

Đáp án A

Hỗn hợp Y gồm H2 (a mol) và NO (b mol).

→a+b=0,19 (*)           

Ta có: dY/H2=5,421→MY=2.5,421=10,842→mY=0,19.10,842=2,05998 gam

 →2a+30b=2,05998 (**)         

Từ (*) và (**) suy ra: a = 0,13; b = 0,06

Ta có quá trình: XAlZnFeOCuNO32⏟21,5 gam→H2SO4⏟0,43 molZ⏟56,9 gam+YH2⏟0,13 molNO⏟0,06 mol+H2O

Bảo toàn khối lượng: mx+mH2SO4=mZ+mY+mH2O

→mH2O=21,5+0,43.98−56,9−0,13.2−0,06.30=4,68 gam

→nH2O=0,26 mol

Bảo toàn nguyên tố H thấy: nHH2SO4=0,86 mol>nHH2O+nHH2=0,78 mol

→ Sản phẩm có chứa muối amoni: nNH4+=0,86−0,784=0,02 mol

Bảo toàn nguyên tố N: 2nCuNO32=nNH4++nNO→nCuNO32=0,02+0,062=0,04 mol

Al → Al+3 + 3e

4H+ + NO3− + 3e → NO + 2H2O

Zn → Zn2+ + 2e

10H+ + NO3− + 8e → NH4+ + 3H2O

2H+ + 2e → H2

2H+ + O → H2O

Ta có: nH+=4nNO+10nNH4++2nH2+2nOFeO

→nOFeO=2.0,43−4.0,06−10.0,02−2.0,132=0,08 mol

→nFeO=0,08 mol

Gọi số mol của Al và Zn lần lượt là x và y mol.

→27x+65y=21,5−0,04.188−0,08.72=8,22 (***)

Bảo toàn electron: 3x+2y=3.0,06+8.0,02+2.0,13=0,6 (****)

Từ (***) và (****) suy ra: x = 0,16; y = 0,06

Chú ý: Các kim loại như Mg, Al, Zn khi phản ứng với HNO3 loãng hoặc dung dịch H+, NO3− chú ý đến sản phẩm khử có thể có NH4+.