Gợi ý :
Xét 2 trường hợp
TH1 : M đứng sau H
TH2 : M đứng trước H
+ M thay đổi hóa trị
+ M ko thay đổi hóa trị
Cho 16 gam hỗn hợp X chứa Mg và kim loại M vào dung dịch HCl dư, sau khi phản ứng kết thúc thu được 8,96 lít khí H2 (đktc). Cũng 16 gam hỗn hợp X ở trên tan hoàn toàn trong dung dịch H2SO4 đặc nóng dư thu được dung dịch Y và 11,2 lít khí SO2 (đktc) duy nhất. Viết phương trình hóa học xảy ra và xác định kim loại M.
Đáp án:
Kim loại M có thể là Cu hoặc Fe
Giải thích các bước giải:
Gọi x và y là hóa trị thấp nhất và hóa trị cao nhất của M
Gọi a và b là số mol của Mg và M
Tác dụng với \({H_2}S{O_4}\) đặc nóng:
\(\begin{array}{l}
Mg + 2{H_2}S{O_4} \to MgS{O_4} + S{O_2} + 2{H_2}O\\
2M + 2y{H_2}S{O_4} \to {M_2}{(S{O_4})_y} + yS{O_2} + 2y{H_2}O\\
{n_{S{O_2}}} = 0,5mol\\
\to a + \dfrac{y}{2}b = 0,5
\end{array}\)
TH1: tác dụng với HCl dư và chỉ có Mg phản ứng
\(\begin{array}{l}
Mg + 2HCl \to MgC{l_2} + {H_2}\\
{n_{{H_2}}} = 0,4mol\\
\to {n_{Mg}} = {n_{{H_2}}} = 0,4mol\\
\to \dfrac{y}{2}b = 0,1 \to yb = 0,2
\end{array}\)
Với y=1 thì b=0,2
\(\begin{array}{l}
\to {m_M} = 16 – 0,4 \times 24 = 6,4g\\
\to {M_M} = \dfrac{{6,4}}{{0,2}} = 32
\end{array}\)
Loại
Với y=2 thì b=0,1
\(\begin{array}{l}
\to {m_M} = 16 – 0,4 \times 24 = 6,4g\\
\to {M_M} = \dfrac{{6,4}}{{0,1}} = 64
\end{array}\)
Kim loại M là Cu
Với y=3 thì b=0,067
\(\begin{array}{l}
\to {m_M} = 16 – 0,4 \times 24 = 6,4g\\
\to {M_M} = \dfrac{{6,4}}{{0,067}} = 95,5
\end{array}\)
Loại
TH2: Cả Mg và M đều tác dụng với HCl
\(\begin{array}{l}
Mg + 2HCl \to MgC{l_2} + {H_2}\\
2M + 2xHCl \to MC{l_x} + x{H_2}\\
{n_{{H_2}}} = 0,4mol\\
\to a + \dfrac{x}{2}b = 0,4
\end{array}\)
Suy ra:
\(\begin{array}{l}
\to a + \dfrac{y}{2}b – (a + \dfrac{x}{2}b) = 0,5 – 0,4\\
\to b(y – x) = 0,2
\end{array}\)
Với cặp nghiệm y=3 và x=2 thì b=0,2 Suy ra \(a = 0,4 – \dfrac{x}{2}b = 0,2mol\)
\(\begin{array}{l}
\to {m_M} = 16 – 0,2 \times 24 = 11,2g\\
\to {M_M} = \dfrac{{11,2}}{{0,2}} = 56
\end{array}\)
Vậy kim loại M là Fe
Kết luận kim loại M có thể là Cu hoặc Fe