Nung `3,552` gam một muối `A` trong bình kín. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được các sản phẩm khí, hơi và `0,96` gam một oxit kim loại (hóa trị không đổi). Hấp thụ hết sản phẩm khí và hơi ở trên bằng `100` gam dd `KOH` `1,345%` thu được dung dịch chỉ chứa một muối duy nhất có nồng độ `2,364%`. Xác định công thức phân tử của muối `A`.
$n_{KOH}=\dfrac{100.1,345\%}{56}=0,024(mol)$
Gọi muối sản phẩm sau khi sục vào $KOH$ là $K_nR$
$\Rightarrow n_{K_nR}=\dfrac{0,024}{n}(mol)$
BTKL:
$m_{\text{khí, hơi}}=3,552-0,96=2,592g$
$\Rightarrow m_{dd K_nR}=2,592+100=102,592g$
$\Rightarrow m_{K_nR}=102,592.2,364\%=2,425g$
$M_{K_nR}=\dfrac{2,425n}{0,024}=101n=39n+R$
$\Leftrightarrow R=62n$
$\to n=1; R=62(NO_3)$
Muối thu được là $KNO_3$. Muối A nhiệt phân ban đầu là muối nitrat.
Sau phản ứng thu được hơi nên muối nitrat ngậm nước, nhiệt phân thu được hơi nước.
$n_{KOH}=0,024(mol)$
$2NO_2+H_2O+\dfrac{1}{2}O_2\to 2HNO_3$
$KOH+HNO_3\to KNO_3+H_2O$
$\Rightarrow n_{NO_2}=0,024(mol); n_{O_2}=0,006(mol)$
$\Rightarrow n_{H_2O}=\dfrac{2,592-0,024.46-0,006.32}{18}=0,072(mol)$
Gọi CTPT muối A là $M(NO_3)_x$
$m_A=3,552-0,072.18=2,256g$
$\Rightarrow n_A=\dfrac{2,256}{M+62x}(mol)$
Oxit thu được là $M_2O_x$
$\Rightarrow n_{M_2O_x}=\dfrac{1,128}{M+62x}=\dfrac{0,96}{2M+16x}$
$\Leftrightarrow 0,96(M+62x)=1,128(2M+16x)$
$\Leftrightarrow M=32x$
$\to x=2; M=64(Cu)$
$n_{Cu(NO_3)_2}= 0,012(mol)=\dfrac{n_{H_2O}}{6}$
Vậy CTPT muối A là $Cu(NO_3)_2.6H_2O$
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có:
$m_{\text{ muối}}=m_{\text{hơi + khí}}+m_{\text{ oxit kim loại}}$
$\to m_{\text{khí + hơi}}=3,552-0,96=2,592g$
Do:
$\text{Khí+ Hơi +}$ $KOH \to \text{Muối}$
Cho muối thu được có công thức là: $K_xB$
Ta có:
$m_{KOH}=\dfrac{100.1,345}{100}=1,345g$
$\to n_{KOH}=\dfrac{1,345}{39+17}=0,024(mol)$
$m_{\text{dd muối}}=100+2,592=102,592g$
$\to m_{\text{muối}}=\dfrac{102,592.2,364}{100}=2,425g$
Bảo toàn mol.
$\to n_{K_xB}=\dfrac{0,024}{x}(mol)$
Ta có:
$\dfrac{0,024}{x}(39x+B)=2,425$
$\to 0,936+\dfrac{0,024B}{x}=2,425$
$\to B=62x$
Với $x=1 \to B=62( NO_3)$
Với $x=2 \to B=124 (\text{loại})$
Với $x=3 \to B= 186 (\text{loại})$
Vậy B là nhóm $NO_3$
$\to$ Muối có công thức là:$ KNO_3$
Phương trình:
$4NO_2+O_2+4KOH\to 4KNO_3+ 4H_2O$
$\to n_{NO_2}=0,024(mol)$
$\to n_{O_2}=0,006(mol)$
Do:
$m_A=m_{O_2}+m_{NO_2}+m_{\text{oxit kim loại}}$
Mà: $3,552> 32.0.006+46.0,024+0,96$
$\to 3,552>2,256g$
$\to$ A là muối ngậm nước.
Cho công thức của A là: $ X(NO_3)_n.aH_2O$
$2X(NO_3)_n.aH_2O\xrightarrow{t^o} 2nNO_2+0,5nO_2+anH_2O+X_2O_n$
Ta có:
$n_{X_2O_n}=\dfrac{0,012}{n}$
Do:
$\dfrac{0,012}{n}(2X+16n)=0,96$
$\to \dfrac{0,024X}{n}=0,768$
$\to X=32X$
Với $n=2 \to X=64 (Cu)$
Với $n= 1 \to X= 32 \text{(loại)}$
Với $n= 3 \to X=96 \text{(loại)}$
Vậy X là Cu
Phương trình:
$Cu(NO_3)_2.aH_2O\xrightarrow{t^o} 2NO_2+0,5O_2+aH_2O+CuO$
Ta có:
$m_{H_2O}=3,552-2,256=1,296g$
$n_{H_2O}=\dfrac{1,296}{18}=0,072(mol)$
Do:
$0,012a=0,072$
$\to a=6$
Vậy A có công thức là: $Cu(NO_3)_2.6H_2O$