Cho 3,48 gam Mg tan hết trong dung dịch hỗn hợp gồm HCl (dư) và KNO₃, thu được dung dịch X chứa m gam muối và 0,56 lít (đktc) khí Y gồm N₂ và H₂. Khí Y có tỉ khối so với H₂ bằng 11,4. Giá trị của m là

Chọn đáp án D

Phương pháp giải:

Tìm được số mol mỗi khí N₂ và H₂.

Khí sinh ra có H₂ → NO₃^- phải phản ứng hết.

Dung dịch muối thu được chứa MgCl₂; KCl có thể có NH₄Cl

$Mg+\left\{\begin{array}{l}HCl\\ KN{O}_3\end{array}\right.\to ddX\left\{\begin{array}{l}MgC{l}_2\\ N{H}_{4}Cl\\ KCl\\ HCl\end{array}\right.+\left\{\begin{array}{l}{N}_2\\ H_2\end{array}\right.+H_{2}O$

Sử dụng bảo toàn e tìm được mol NH₄Cl

Sử dụng BTNT N và K tìm được mol KCl

→ m = m_MgCl2 + m_NH4Cl + m_KCl = ?

Giải chi tiết:

Tóm tắt: $Mg+\left\{\begin{array}{l}HCl\\ KN{O}_3\end{array}\right.\to ddX\left\{\begin{array}{l}MgC{l}_2\\ N{H}_{4}Cl\\ KCl\\ HCl\end{array}\right.+\left\{\begin{array}{l}{N}_2\\ H_2\end{array}\right.+H_{2}O$

$n_{Mg}=\frac{\mathrm{3,48}}{24}=\mathrm{0,145}\left(mol\right)$

$n_{Y\left(dktc\right)}=\frac{\mathrm{0,56}}{\mathrm{22,4}}=\mathrm{0,025}\left(mol\right);$

$M_Y=\mathrm{11,4.}{M}_{H_2}=\mathrm{11,4.2}=\mathrm{22,8}(g/mol)$

Đặt $\left\{\begin{array}{l}{n}_{N_2}:x\left(mol\right)\\ n_{H_2}:y\left(mol\right)\end{array}\right.\Rightarrow \left\{\begin{array}{l}{n}_Y=x+y=\mathrm{0,025}\\ m_Y=28x+2y=\mathrm{0,025}\times \mathrm{22,8}\end{array}\right.\Rightarrow \left\{\begin{array}{l}x=\mathrm{0,02}\\ y=\mathrm{0,005}\end{array}\right.$

Sau phản ứng thu được H₂ nên NO₃^- phản ứng hết.

quá trình nhường e

  Mg → Mg⁺² + 2e

0,145            → 0,29 (mol)

quá trình nhận e

 2NO₃^- + 12H⁺ + 10e → N₂ + 6H₂O

                            0,2 ← 0,02            (mol)

NO₃^- + 10H⁺ + 8e → NH₄⁺ + 3H₂O

                         8a ←  a                       (mol)

2H⁺ +2e → H₂

        0,01← 0,005 (mol)

Bảo toàn e ta có: ∑n_{e nhường} = ∑n_{e nhận}

→ 0,29 = 0,2 + 8a + 0,01

→ a = 0,01

→ n_NH4Cl = 0,01 (mol)

BTNT “N”: n_KNO3 = n_NH4Cl + 2n_N2 = 0,01 + 2.0,02 = 0,05 (mol)

BTNT “K”: n_KCl = n_KNO3 = 0,05 (mol)

Vậy dd X chứa muối gồm MgCl₂: 0,145 (mol) và NH₄Cl: 0,01 (mol) ; KCl: 0,05 (mol)

→ m = m_MgCl2 + m_NH4Cl + m_KCl = 0,145.95 + 0,01.53,5 + 0,05.74,5 = 18,035 (g)