Cho 23,82 gam hỗn hợp X gồm bột Zn và Mg (tỉ lệ mol theo thứ tự là 5:3) tan vừa đủ trong hỗn hợp dung dịch gồm NaNO₃ và NaHSO₄ thu được dung dịch Y chỉ chứa m gam hỗn hợp các muối trung hòa và 4,704 lít hỗn hợp khí Z (đktc) gồm hai khí không màu, trong đó có một khí hoá nâu trong không khí. Tỉ khối của Z so với H₂ là 13. Giá trị m gần nhất là

Chọn đáp án B

Phương pháp giải:

Từ tỉ lệ mol và khối lượng hỗn hợp ta tính được số mol của Zn, Mg.

X + NaNO₃ + NaHSO₄ → muối trung hòa + khí Z

Khí Z chứa khí không màu hóa nâu là NO. Dựa vào tỉ khối của Z so với H₂ suy ra khí còn lại là H₂

→ tìm số mol từng khí trong Z

Các bán phản ứng:

4H⁺ + NO₃^- + 3e → NO + 2H₂O Zn → Zn⁺²+ 2e

2H⁺ + 2e → H₂ Mg → Mg⁺² + 2e

So sánh: n_{e nhường} = 2n_Zn + 2n_Mg và n_{e nhận} = 3n_NO + n_H2 nếu bằng thì không tạo NH₄⁺

Nếu e nhường nhiều hơn e nhận thì còn phản ứng tạo ra NH₄⁺: 10H⁺ + NO₃^- + 8e → NH₄⁺+ 3H₂O → n_NH4⁺

Bảo toàn H⁺ tìm số mol NaHSO₄

Bảo toàn N thì tìm n_NaNO3

Giải chi tiết:

Đặt n_Zn = x mol và n_Mg = y mol thì ta có hệ phương trình sau:

65x+24y=23,82x:y=5:3→x=0,3moly=0,18mol

X + NaNO₃ + NaHSO₄ → muối trung hòa + khí Z

Xét khí Z có n_Z = 0,21 mol và Z có 1 khí không màu hóa nâu ngoài không khí → Z có khí NO

Vì M_Z = 13.2 = 26 < M_NO nên Z còn 1 khí không màu có M < 26 → khí này là H₂

Ta có: nH2+nNO=0,212nH2+30nNO=nZ.MZ=0,21.26=5,46→nH2=0,03molnNO=0,18mol

Các bán phản ứng:

4H⁺ + NO₃^- + 3e → NO + 2H₂O Zn → Zn⁺²+ 2e

2H⁺ + 2e → H₂ Mg → Mg⁺² + 2e

Vì n_{e nhường} = 2n_Zn + 2n_Mg = 2.0,3 + 2.0,18 = 0,96 mol > n_{e nhận} = 3n_NO + n_H2 = 3.0,18 + 2.0,03 = 0,6 mol

→ còn phản ứng tạo ra NH₄⁺: 10H⁺ + NO₃^- + 8e → NH₄⁺+ 3H₂O

→ n_NH4⁺ = (0,96 - 0,6) : 8 = 0,045 mol

Vì dung dịch thu được toàn muối trung hòa nên: n_NaHSO4 = n_H⁺_{phản ứng} = 4.0,18 + 2.0,03 + 10.0,045 = 1,23 mol

Bảo toàn N: n_NaNO3 = n_NH4⁺ + n_NO = 0,045 + 0,18 = 0,225 mol

→ Dung dịch thu được sau phản ứng có Zn2+:0,3Mg2+:0,18molNa+:1,23+0,225=1,455molNH4+:0,045molSO42−:1,23mol

→ m_muối = m_ion = 176,175 gam

→ m_muối gần nhất với 176 gam