Hỗn hợp A chứa kim loại M(hóa trị không đổi) và oxit của nó. Hòa tan hết 21,1g hỗn hợp A vào 200ml H2SO4 1,5M thì vừa đủ phản ứng. Sau phản ứng thu được 4,48l H2 (đktc) và dung dịch B.
1)Xác định kim loại M?
2)Phần trăm khối lượng hỗn hợp A
3)Tính nồng độ phần trăm dung dịch B. Khối lượng riêng của dung dịch H2SO4 là 1,25g/ml
Đáp án:
1) $Zn$
2) $\% {m_{Zn}} = 61,61\% ;\% {m_{ZnO}} = 38,39\% $
3) 17,84%
Giải thích các bước giải:
1) ${n_{{H_2}S{O_4}}} = 0,2.1.5 = 0,3mol;{n_{{H_2}}} = \dfrac{{4,48}}{{22,4}} = 0,2mol$
$2M + n{H_2}S{O_4} \to {M_2}{(S{O_4})_n} + n{H_2}$ (1)
${M_2}{O_n} + n{H_2}S{O_4} \to {M_2}{(S{O_4})_n} + n{H_2}O$ (2)
Từ (1) $ \Rightarrow {n_M} = \dfrac{2}{n}.{n_{{H_2}}} = \dfrac{{0,4}}{n}$
$ \Rightarrow {n_{{H_2}S{O_4}(1)}} = {n_{{H_2}}} = 0,2mol \Rightarrow {n_{{H_2}S{O_4}(2)}} = 0,3 – 0,2 = 0,1mol$
Từ (2) $ \Rightarrow {n_{{M_2}{O_n}}} = \dfrac{1}{n}{n_{{H_2}S{O_4}(2)}} = \dfrac{{0,1}}{n}$
${m_A} = {m_M} + {m_{{M_2}{O_n}}}$
$ \Leftrightarrow \dfrac{{0,4}}{n}.M + \dfrac{{0,1}}{n}(2M + 16n) = 21,1$
$ \Rightarrow M = 32,5n$
⇒ n = 2; M = 65
⇒ M là $Zn$
2) ${n_{Zn}} = \dfrac{{0,4}}{2} = 0,2mol;{n_{ZnO}} = {n_{{H_2}S{O_4}}} = 0,1mol$
$\begin{gathered}
\Rightarrow \% {m_{Zn}} = \dfrac{{0,2.65}}{{21,1}}.100\% = 61,61\% \hfill \\
\Rightarrow \% {m_{ZnO}} = 100 – 61,61 = 38,39\% \hfill \\
\end{gathered} $
3) ${m_{dd{H_2}S{O_4}}} = V.D = 1,25.200 = 250g$
Bảo toàn khối lượng: ${m_A} + {m_{dd{H_2}S{O_4}}} = {m_{ddB}} + {m_{{H_2}}}$
$ \Rightarrow {m_{ddB}} = 21,1 + 250 – 0,2.2 = 270,7g$
$\sum {{n_{ZnS{O_4}}} = {n_{Zn}} + {n_{ZnO}}} = 0,3mol$
$ \Rightarrow C{\% _{ZnS{O_4}}} = \dfrac{{0,3.161}}{{270,7}}.100\% = 17,84\% $
a,Ta có: hỗn hợp A gồm 21,1 g $M$ và $M_2O_x$
$2M+xH_2SO_4→M_2(SO_4)_x+xH_2$(1)
$M_2O_x+xH_2SO_4→M_2(SO_4)_x+xH_2O$(2)
$n_{H_2SO_4}=0,3(mol)$
$n_{H_2}=0,2(mol)$⇒$n_M=\dfrac{0,4}{x}(mol)$
Ta có:$n_{H_2SO_4(2)}=0,1(mol)$
⇒$n_{M_2O_x}=\dfrac{0,1}{x}(mol)$
⇒$\dfrac{M.0,4}{x} +\dfrac{0,1(2M+16x)}{x} =21,1$
⇒$0,4M+0,2M+1,6x=21,1x$⇒$0,6M=19,5x⇒M=32,5x$
⇒Với x=2 thì M=65⇒ M là Zn
b,Ta có: $n_{Zn}=0,2(mol)$⇒$m_{Zn}=13(g)$
$n_{ZnO}=0,1(mol)$⇒$m_{ZnO}=8,1(g)$
⇒%$Zn=61,6$%⇒%$ZnO=38,4$%
c,$m_{H_2SO_4}=1,25.200=250(g)$
Ta có: $m_{ddsp ư}=250+21,1-0,4=270,7(g)$
$n_{ZnSO_4}=0,2+0,1=0,3(mol)$⇒$m_{ZnSO_4}=48,3(g)$
⇒C%$ZnSO_4=17,84$%