Cho m gam hỗn hợp G gồm Mg và Al có tỉ lệ mol 4 : 5 vào dung dịch HNO₃ 20%. Sau khi các kim loại tan hết có 6,72 lít hỗn hợp X gồm NO, N₂O, N₂ bay ra (đktc) và được dung dịch T. Thêm một lượng O₂ vừa đủ vào X, sau phản ứng được hỗn hợp khí Y. Dẫn Y từ từ qua dung dịch KOH dư, có 4,48 lít hỗn hợp khí Z đi ra (đktc). Tỉ khối của Z đối với H₂ bằng 20. Nếu cho dung dịch NaOH vào dung dịch T thì lượng kết tủa lớn nhất thu được là (m + 39,1) gam. Biết HNO₃ dùng dư 20% so với lượng cần thiết. Nồng độ phần trăm của Al(NO₃)₃ trong T gần nhất với

Chọn đáp án D

Phương pháp giải:

Phương pháp đường chéo, bảo toàn e, bảo toàn nguyên tố.

Giải chi tiết:

Khi thêm O₂ vừa đủ vào Y thu được các khí NO₂, N₂O, N₂. Dẫn qua dung dịch KOH dư thì NO₂ bị hấp thụ khí còn lại là N₂O và N₂.

=> n_NO = n_NO2 = 0,3 – 0,2 = 0,1 mol

Áp dụng đường chéo cho hỗn hợp Z:

Mà n_N2O + n_N2 = n_Z = 0,2 mol => n_N2O = 0,15 và n_N2 = 0,05

Đặt: n_Mg = 4x và n_Al = 5x (mol) => n_Mg(OH)2 = 4x và m_Al(OH)3 = 5x

m _{kết tủa max} = m_KL + m_OH- => m + 39,1 = m + 17(4x.2 + 5x.3) => x = 0,1

=> n_Mg = 0,4 mol và n_Al = 0,5 mol

Ta thấy: 2n_Mg + 3n_Al > 3n_NO + 8n_N2O + 10n_N2 => Có tạo muối NH₄NO₃

Bảo toàn e: 2n_Mg + 3n_Al = 3n_NO + 8n_N2O + 10n_N2 + 8n_NH4NO3

=> 2.0,4 + 3.0,5 = 3.0,1 + 8.0,15 + 10.0,05 + 8n_NH4NO3

=> n_NH4NO3 = 0,0375 mol

Công thức tính nhanh: n_{HNO3 pư} = 4n_NO + 10n_N2O + 12n_N2 + 10n_NH4NO3 = 2,875 mol

=> n_{HNO3 bđ} = 2,875 + 2,875.(20/100) = 3,45 mol

=> m _{dd HNO3} = 3,45.63.(100/20) = 1086,75 gam

m _{dd sau pư} = m_Mg + m_Al + m _{dd HNO3} – m_NO – m_N2O – m_N2

 = 0,4.24 + 0,5.27 + 1086,75 – 0,1.30 – 0,15.44 – 0,05.28 = 1098,85 gam

Ta có: n_Al(NO3)3 = n_Al = 0,5 mol

→ %m_Al = (0,5.213/1098,85).100% = 9,69% gần nhất với 9,7%