Đốt cháy hỗn hợp gồm 1,92 gam Mg và 4,48 gam Fe với hỗn hợp khí X gồm Clo và Oxi, sau phản ứng chỉ thu được hỗn hợp Y gồm các oxit và muối clorua (không còn khí dư) hòa tan Y bằng một lượng vừa đủ 120 ml dung dịch HCl 2M, thu được dung dịch Z. Cho AgNO3 dư vào dung dịch Z, thu được 56,69 gam kết tủa. Tính phần trăm thể tích của oxi trong hỗn hợp X ?
nMg=0,08,nFe=0,08molnMg=0,08,nFe=0,08mol
{MgFe+O2,Cl2−−−−−→⎧⎨⎩MgO,MgCl2FeO,Fe2O3,Fe3O4FeCl2,FeCl3+0,24 molHCl−−−−−−−−→dd Z⎧⎨⎩MgCl2:0,08 molFeCl2:a molFeCl3:b mol{MgFe→+O2,Cl2{MgO,MgCl2FeO,Fe2O3,Fe3O4FeCl2,FeCl3→+0,24 molHCldd Z{MgCl2:0,08 molFeCl2:a molFeCl3:b mol
Tiếp tục cho AgNO3 dư vào dung dịch Z:
Ag++Cl−→AgCl↓Ag++Cl−→AgCl↓
Fe2++Ag+→Fe3++Ag↓Fe2++Ag+→Fe3++Ag↓
BTNT Fe ta có: a+b=0,08a+b=0,08 (1)
Bảo toàn Cl: nAgCl=2nMgCl2+2nFeCl2+3nFeCl3nAgCl=2nMgCl2+2nFeCl2+3nFeCl3
→nAgCl=0,08.2+2a+3b→nAgCl=0,08.2+2a+3b
Ta có: m↓=nAgCl+mAgm↓=nAgCl+mAg
→143,5.(0,16+2a+3b)+108a=56,69→143,5.(0,16+2a+3b)+108a=56,69 (2)
Giải hệ (1), (2): a=0,02; b=0,06a=0,02; b=0,06
BTNT Cl: 2nCl2+nHCl=nAgCl2nCl2+nHCl=nAgCl
→2nCl2+0,24=(0,16+2.0,02+3.0,06)→nCl2=0,07 mol→2nCl2+0,24=(0,16+2.0,02+3.0,06)→nCl2=0,07 mol
BTNT H: nH2O=12.nHCl=0,12 molnH2O=12.nHCl=0,12 mol
BTNT O: 2nO2=nH2O→nO2=0,06 mol2nO2=nH2O→nO2=0,06 mol
%VO2=0,060,13.100%=46,15%
Đáp án:
Giải thích các bước giải:
Mol Mg = mol $Fe = 0,08$ và mol $HCl = 0,24$
Mg – 2e → Mg2+
0,08 0,16
Fe – 3e → Fe3+
0,08 0,24
Cl2 + 2e → 2 Cl–
a 2a 2a
O2 + 4e —> 2 O2-
b 4b 2b
Ag+ + e —> Ag
x x x
2 H+ + O2- → H2O
0,24 0,12
$mol O = 2b = 0,12 ⇒ b = 0,06$
Bảo toàn mol e : $2a + 4b + x = 0,16 + 0,24 = 0,40 ⇒ 2a + x = 0,16$
Kết qủa gồm : $AgCl (2a + 0,24)$ mol và $Ag x mol$
$⇒ 143,5(2a+0,24) + 108x = 56,69 ⇒ 287a + 108x = 22,25$
$⇒ a = 0,07$ và$ x = 0,02$
$⇒ X$ gồm $0,07 mol Cl2$ và $0,06 mol O2 $⇒ %$mol Cl2 = 53,8$