Cho m gam hỗn hợp X gồm MgO, CuO, MgS và Cu2S (oxi chiếm 30% khối lượng) tan hết trong dung dịch H2SO4 và NaNO3, th?
Cho m gam hỗn hợp X gồm MgO, CuO, MgS và Cu2S (oxi chiếm 30% khối lượng) tan hết trong dung dịch H2SO4 và NaNO3, thu được dung dịch Y chỉ chứa 4m gam muối trung hòa và 2,016 lít (đktc) hỗn hợp khí Z gồm NO2, SO2 (không còn sản phẩm khử khác). Cho Y tác dụng vừa đủ với dung dịch Ba(NO3)2, được dung dịch T và 27,96 gam kết tủa. Cô cạn T được chất rắn M. Nung M đến khối lượng không đổi, thu được 8,064 lít (đktc) hỗn hợp khí Q (có tỉ khối so với H2 bằng 19,5. Giá trị của m gần giá trị nào nhất sau đây?
A. 7,6.
B. 12,8.
C. 10,4.
D. 8,9.
Đáp án D
Giải: Quy X về Mg, Cu, O và S. Do không còn sản phẩm khử nào khác ⇒ Y không chứa NH4+.\(\underbrace {\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{Mg}\\{Cu}\\O\\S\end{array}} \right\}}_{m(g)} + \left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{{H_2}S{O_4}}\\{NaN{O_3}}\end{array}} \right\} \to \underbrace {\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{N{O_2}}\\{S{O_2}}\end{array}} \right\}}_{0,09(mol)} + \underbrace {\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{M{g^{2 + }}}\\{C{u^{2 + }}}\\{N{a^ + }}\\{NO_3^ - }\\{SO_4^{2 - }}\end{array}} \right\}}_{4m(g)} \xrightarrow[]{Ba(NO_{3})_{2}} \left\langle \begin{array}{l}27,96(g) \downarrow BaSO_{4} \\T\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{Mg{{(N{O_3})}_2}}\\{Cu{{(N{O_3})}_2}}\\{NaN{O_3}}\end{array}} \right. \overset{t^{o}}{\rightarrow} \left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{N{O_2}:0,18(mol)}\\{{O_2}:0,18(mol)}\end{array}} \right.\end{array} \right.\)
Dễ thấy T chỉ chứa các muối nitrat ⇒ Q gồm NO2 và O2. Giải hệ có: nNO2 = nO2 = 0,18 mol. Lại có:
► 2Mg(NO3)2 \(\overset{t^{o}}{\rightarrow}\) 2MgO + 4NO2 + O2 || 2Cu(NO3)2 \(\overset{t^{o}}{\rightarrow}\) 2CuO + 4NO2 + O2 || 2NaNO3 \(\overset{t^{o}}{\rightarrow}\) 2NaNO2 + O2.
⇒ nO2/NaNO3 = ∑nO2 - nNO2 ÷ 4 = 0,135 mol ⇒ nNaNO3 = 0,27 mol. Bảo toàn nguyên tố Nitơ:
⇒ ∑nN/T = 0,18 + 0,27 = 0,45 mol. Lại có: nBa(NO3)2 = nBaSO4 = 0,12 mol. Bảo toàn nguyên tố Nitơ:
● nNO3–/Y = 0,45 - 0,12 × 2 = 0,21 mol || nNa+ = nNaNO3 ban đầu = 0,27 mol; nSO42– = nBaSO4 = 0,12 mol.
Bảo toàn nguyên tố Nitơ: nNO2/Z = 0,27 - 0,21 = 0,06 mol ⇒ nSO2 = 0,09 - 0,06 = 0,03 mol.
► Dễ thấy ∑ne(Mg, Cu) = 2∑n(Mg, Cu) = ∑nđiện tích(Mg, Cu)/Y = 0,12 × 2 + 0,21 - 0,27 = 0,18 mol.
mO/X = 0,3m ⇒ nO/X = 0,01875m (mol) ||⇒ Bảo toàn electron: ∑ne(Mg, Cu) + 6nS = 2nO + nNO2 + 2nSO2
⇒ nS/X = (0,00625m - 0,01) mol ⇒ ∑m(Mg, Cu) = m - 0,3m - 32 × (0,00625m - 0,01) = (0,5m + 0,32) (g).
||⇒ mmuối/Y = 4m (g) = 0,5m + 0,32 + 0,27 × 23 + 0,21 × 62 + 0,12 × 96 ⇒ m = 8,88(g) ⇒ Chọn D
