Hòa tan 12 gam hỗn hợp gồm Fe và một kim loại M hóa trị II vào dung dịch H2SO4 dư thu được 4,48 lít H2 (đktc). Nếu hòa tan 23,8 gam kim loại M vào dung dịch chứa 0,7 mol HCl thì M không tan hết. Tìm M
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Gọi $n_{Fe} = a(mol) ; n_M = b(mol) \Rightarrow 56a + Mb = 9,6(1)$
$Fe + 2HCl \to FeCl_2 + H_2$
$M + 2HCl \to MCl_2 + H_2$
$n_{H_2} =a + b = 0,2 \Rightarrow a = 0,2 - b$
Ta có :
$56a + Mb = 9,6$
$⇔ 56(0,2 - b) + Mb = 9,6$
$⇔ Mb - 56b = -1,6$
$⇔ b(56 - M) = 1,6$
$⇔ b = \dfrac{1,6}{56 - M}$
Mà $0 < b < 0,2$
Suy ra : $0 < \dfrac{1,6}{56 - M} < 0,2$
$⇔ M < 48(1)$
$M + 2HCl \to MCl_2 + H_2$
$n_M = n_{H_2} < \dfrac{5,6}{22,4} = 0,25$
$\Rightarrow M_M > \dfrac{4,6}{0,25} = 18,4$
+) Nếu $M = 24(Mg)$
Ta có :
$56a + 24b = 9,6$
$a + b = 0,2$
Suy ra a = 0,15 ; b = 0,05
$m_{Fe} = 0,15.56 = 8,4(gam)$
$m_{Mg} = 0,05.24 = 1,2(gam)$
+) Nếu $M = 40(Ca)$
$56a + 40b = 9,6$
$a + b = 0,2$
Suy ra a = b = 0,1
$m_{Ca} = 0,1.40 = 4(gam)$
$m_{Fe} = 0,1.56 = 5,6(gam)$
Thí nghiệm 2 : n HCl = 18,25/36,5 = 0,5(mol)
$M + 2HCl \to MCl_2 + H_2$
Vì HCl dư nên : 2n M < 0,5
<=> n M < 0,25
<=> M > 4,6/0,25 = 18,4 (1)
Thí nghiệm 1: n H2 = 4,48/22,4 = 0,2(mol)
n M = a(mol)
$Fe + 2HCl \to FeCl_2 + H_2$
=> n Fe = 0,2 - a(mol)
Ta có : 0 < a < 0,2
M,a + 56.(0,2 - a) = 9,6
<=> M = (56a - 1,6)/a
<=> M < 48 (2)
Từ (1)(2) suy ra 18,4 < M < 48
- Nếu M = 40(Ca)
Ta có : 40a + 56(0,2 -a) = 9,6 => a = 0,1
m Ca = 0,1.40 = 4(gam)
m Fe = 9,6 -4 = 5,6(gam)
- Nếu M = 24(Mg)
Ta có : 24a + 56(0,2 -a) = 9,6 => a = 0,05
m Mg = 0,05.24 = 1,2(gam)
m Fe = 9,6 -1,2 = 8,4(gam)
Câu 1
Áp dụng định luật bảo toàn nguyên
tố H ta có:
nHCl = 2nH2 = 2.0,045 = 0,09 mol
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng
ta có: mA + mHCl = m muối + mH2
=> m = m muối + mH2 – mA = 4,575 + 0,045.2 – 0,09.36,5 = 1,38 (gam)
Câu 2
Do cho kim loại phản ứng với H2SO4 đặc và HNO3 đặc nên khí sinh ra là SO2 và NO2.
Áp dụng phương pháp đường chéo ta có:
SO2: 64 4,5
50,5
NO2: 46 13,5
→nSO2=nNO2=4,513,5=13
Đặt số mol của Fe và M lần lượt là x và y (mol)
- Khi cho hỗn hợp tác dụng với HCl:
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2
x x (mol)
M + nHCl → MCln + 0,5nH2
y 0,5ny (mol)
nH2 = 0,045 => x + 0,5ny = 0,045 (1)
- Khi cho hỗn hợp tác dụng với HNO3 đặc và H2SO4 đặc:
Ta có các bán phản ứng oxi hóa – khử:
Fe → Fe3+ + 3e
x 3x
M → Mn+ + ne
y ny
S+6 + 2e → S+4 (SO2)
0,021 0,042
N+5 + 1e → N+4 (NO2)
0,063 0,063
Áp dụng định luật bảo toàn electron ta có: 3x + ny = 0,042 + 0,063 hay 3x + ny = 0,105 (2)
Từ (1) và (2) ta có hệ phương trình sau:
Mặt khác: mA = mFe + mM => 1,38 = 0,015.56 + My => My = 0,54(4)
Từ (3) và (4) suy ra M = 9n
Ta có bảng sau:
n |
1 |
2 |
3 |
M |
9 (loại) |
18 (loại) |
27 (nhận) |
Vậy kim loại M là nhôm, kí hiệu là Al.
\(Fe\left(x\right)+2HCl\left(2x\right)\rightarrow FeCl_2+H_2\left(x\right)\)
\(M\left(y\right)+2HCl\left(2y\right)\rightarrow MCl_2+H_2\left(y\right)\)
Gọi số mol của Fe, M lần lược là x,y thì ta có
\(56x+My=4\left(1\right)\)
\(n_{H_2}=\frac{2,24}{22,4}=0,1\)
\(\Rightarrow x+y=0,1\left(2\right)\)
Nếu chỉ dùng 2,4 g M thì
\(n_{HCl}=2n_M=\frac{2.2,4}{M}=\frac{4,8}{M}< 0,5\left(3\right)\)
Từ (1), (2), (3) ta có hệ: \(\left\{\begin{matrix}56x+My=4\\x+y=0,1\\\frac{4,8}{M}< 0,5\end{matrix}\right.\)
\(\Leftrightarrow\left\{\begin{matrix}56\left(0,1-y\right)+My=4\\x=0,1-y\\\frac{4,8}{M}< 0,5\end{matrix}\right.\)
\(\Leftrightarrow\left\{\begin{matrix}y\left(56-M\right)=1,6\\x=0,1-y\\M>9,6\end{matrix}\right.\)
\(\Rightarrow9,6< M< 56\)
Tới đây thì chọn kim loại nào có hóa trị II mà nằm trong khoản đó và kiểm tra thỏa mãn hệ phương trình là xong.
Hung Nguyen: giải thích hộ mình ở chỗ dấu ngoặc nhọn thứ 2 đc ko. mình ko hiểu từ dấu ngoặc nhọn thứ nhất làm thế nào để ra đc dấu ngoặc nhọn thứ 2. cảm ơn trước nha
Theo bài ra: nH2 = 1,12/22,4 = 0,05 mol
nHCl < 0,5 x 1 = 0,5 mol
Các phương trình pứ xảy ra:
Fe + 2HCl ===> FeCl2 + H2
N + 2HCl ===> NCl2 + H2 ( đặt công thức chung của hỗn hợp là N)
0,05 0,05 ( giả thiết nhé bạn )
=> MN= 2 / 0,05 = 40 gam
Vì MFe = 56 > 40 => MM < 40 (1)
Mặt khác , ta có: MM > 4,8 / 0,5 = 9,6 (2)
Từ (1), (2), ta có 9,6 < MM < 40 và M hóa trị II
=> M là Magie
\(n_{Fe} = a(mol) ; n_M = b(mol)\\ \Rightarrow 56a + Mb = 12\)
\(Fe + 2HCl \to FeCl_2 + H_2\\ M + 2HCl \to MCl_2 + H_2\\ n_{H_2} = a + b = \dfrac{4,48}{22,4} = 0,2(mol)\\ \Rightarrow a = 0,2 - b ( 0< b < 0,2)\)
Suy ra:
56(0,2 - b) + Mb = 12
\(\Rightarrow M = \dfrac{0,8 + 56b}{b}\)
Vì 0 < b < 0,12
Nên M > 62,67(1)
Mặt khác,
\(n_M > \dfrac{1}{2}n_{HCl} = 0,35\\ \Rightarrow M < \dfrac{23,8}{0,35} = 68(2)\)
Từ (1)(2) suy ra: 62,67 < M < 68
Do đó, M = 65(Zn) thì thỏa mãn
Vậy M là Zn(Kẽm)