Question

[Nguyễn Hoàng Nam]

Hòa tan hoàn toàn m (gam) hỗn hợp gồm Al và Mg trong V (ml) dung dịch HNO₃ 2M. Kết thúc phản ứng, thu được dung dịch E (không chứa muối amoni) và 0,1 mol hỗn hợp khí gồm N₂ và N₂O có tỉ khối so với oxi  là 1,125. Cho từ từ dung dịch  NaOH 1M vào dung dịch E thì lượng kết tủa biến thiên theo đồ thị bên. Xác định các giá trị của m và V.

Answer 1

[Ngô Quang Sinh]

Tóm tắt:

Gọi số mol của N₂ và N₂O lần lượt là

 a và b (mol)

Ta có:

 

n_{e (KL nhường)} = n_{e(N+5 nhận)}

=> 2x + 3y = 0,5 + 0,4 (1)

Từ đồ thị ta thấy tại giá trị V= 0,1 (lít) tức n_NaOH = 0,1 (mol) mới bắt đầu  xuất hiện kết tủa=> lượng NaOH này chính là lượng để trung hòa HNO₃ dư sau phản ứng=> n_HNO3 dư = n_NaOH0,1 (mol) Ta thấy tại giá trị V= 1,1 (lít) tức  n_NaOH = 1,1 (lít) đồ thị đi lên cực đại sau đó lại đi xuống => kết tủa đạt  cực đại sau đó bị hòa tan 1 phần ( chỉ có Al(OH)₃ bị hoàn tan) Khi cho NaOH từ từ vào dung dich .Z xảy ra phản ứng:

H⁺ + OH^- → H₂O

0,1 → 0,1                  (mol)

Mg²⁺ + 2OH^- → Mg(OH)₂↓

x      → 2x   (mol)

Al³⁺ + 3OH^- → Al(OH)₃↓

y    → 3y      →y (mol)

Al(OH)₃↓ + OH^- → AlO₂^- + 2H₂O

(y – z )   → (y –z)  (mol)

Gọi số mol của Al(OH)₃ còn lại không bị hoàn tan là z (mol)

=> ta có: ∑ n_NaOH = n_H+dư + 2n_Mg2+ + 4n_Al3+ - n_Al(OH)3

=> 0,1 +2x + 4y – z = 1,1 (2)

Mặt khác: ∑ m_{kết  tủa} = m_Mg(OH)2 + m_{Al(OH)3 chưa hòa tan}

=> 58x + 78z = 16,5 (3)

Từ (1), (2) và (3) => x = 0,2 ; y = 0,15 và z = 0,1 (mol)

=> m = m_Al + m_Mg = 0,2.27 + 0,15.24 = 9 (g)

n_HNO3 = n_{HNO3 dư} + 2n_N2 + 2n_N2O  + 3n_Al(NO3)3 + 2n_Mg(NO3)2 = 0,1 + 2.0,05 + 2. 0,05 + 3.0,2 + 2.0,15 = 1,2 (mol)

=> V_HNO3 = n : C_M = 1,2 : 2 = 0,6 (lít) = 600 (ml)