Cho 29 gam hỗn hợp gồm Al, Cu, Ag tác dụng vừa đủ với V lít dung dịch HNO₃ 1,5M, thu được dung dịch chứa 174,04 gam muối và 5,6 lít (đktc) hỗn hợp X gồm hai khí không màu không hóa nâu ngoài không khí. Tỉ khối của X so với H₂ bằng 18,8. Giá trị của V là

Chọn đáp án A

Phương pháp giải:

X có hai khí không màu không hóa nâu ngoài không khí và M_X = 37,6 nên X có 2 khí là N₂ và N₂O

→ Số mol N₂O và N₂

Nếu phản ứng không tạo ra NH₄⁺:

QT nhận e: 2N⁺⁵ + 8e → 2N⁺¹ 2N⁺⁵ + 10e → N₂

→ n_{NO3 (muối)} = n_{e nhận} = 8n_N2O + 10n_N2

→ m_muối = m_KL + m_NO3(muối) ≠ m_{muối thực tế}

=> Phản ứng có tạo muối NH₄⁺

Đặt số mol của NH₄NO₃ là x mol

QT nhận e:

2N⁺⁵ + 8e → 2N⁺¹

2N⁺⁵ + 10e → N₂

N⁺⁵ + 8e → N^-3

Bảo toàn e có n_{e nhận} = n_{e nhường} = n_{NO3(muối kim loại)}

→ m_muối = m_KL + m_NH4NO3 + m_{NO3 (kim loại)} = 174,04 → x

Bảo toàn nguyên tố N: n_HNO3 = n_{NO3(muối kim loại)} + 2n_NH4NO3 + 2n_N2 + 2n_N2O

Giải chi tiết:

X có hai khí không màu không hóa nâu ngoài không khí và M_X = 37,6 nên X có 2 khí là N₂ (a mol) và N₂O (b mol)

Ta có: a + b = 0,25 và 28a + 44b = 0,25.37,6 => a = 0,1 và b = 0,15

Nếu phản ứng không tạo ra NH₄⁺:

QT nhận e:

2N⁺⁵ + 8e → 2N⁺¹

2N⁺⁵ + 10e → N₂

→ n_{NO3 (muối)} = n_{e nhận} = 8n_N2O + 10n_N2 = 8.0,15 + 10.0,1 = 2,2 mol

→ m_muối = m_KL + m_NO3(muối) = 29 + 2,2.62 = 165,4 gam ≠ 174,04 gam

=> Phản ứng có tạo muối NH₄⁺

Đặt số mol của NH₄NO₃ là x mol

QT nhận e:

2N⁺⁵ + 8e → 2N⁺¹ (N₂O)

2N⁺⁵ + 10e → N₂ (N₂)

N⁺⁵ + 8e → N^-3 (NH₄⁺)

Bảo toàn e: n_{e nhận} = n_{e nhường} = n_{NO3(muối kim loại)} = 8n_N2O + 10n_N2 + 8n_NH4+ = 8x + 2,2 (mol)

→ m_muối = m_KL + m_NH4NO3 + m_{NO3 (kim loại)} → 29 + 80x + 62(8x + 2,2) = 174,04 → x = 0,015

Bảo toàn nguyên tố N: n_HNO3 = n_{NO3(muối kim loại)} + 2n_NH4NO3 + 2n_N2 + 2n_N2O = 2,85 mol

→ V = 2,85 : 1,5 = 1,9 lít