Nung 3,552 gam một muối X 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 (khi nung kim loại có hóa trị không đổi). Hấp thụ hết sản phẩm khí và hơi ở trên bằng 100 gam dd koh 1,344% thu được dung dịch chỉ chứa một muối duy nhất có nồng độ 2,363%. Xác định công thức phân tử của muối X.
Đáp án:
`Cu(NO_3)_2 .6H_2O`
Giải thích các bước giải:
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng
`m_{Khí}=3,552-0,96=2,592(g)`
`n_{KOH}=\frac{100.1,344%}{56}=0,024(mol)`
`\text{Sản phẩm khí}+KOH->\text{Dung dịch muối 2,363%}`
`m_{dd Muối}=m_{Khí}+m_{dd KOH}=2,592+100=102,592(g)`
`=>m_{Muối}=102,592.2,363%=2,424(g)`
Ta có sơ đồ
`\text{Khí}+mKOH->K_mX`
Theo phương trình
`n_{K_mX}=\frac{0,024}{m}`
`=>(39m+X).\frac{0,024}{m}=2,424`
`=>0,936+\frac{0,024X}{m}=2,424`
`=>X=62m`
`m=1=>X=62(NO_3)`
`m=2=>X=124(loại)`
`m=3=>X=186(loại)`
Vậy `X` là nhóm `NO_3`
`=>KNO_3`
Vì sản phẩm khí phản ứng với `KOH` chỉ cho 1 muối duy nhất là `KNO_3`
`=>` Sản phẩm khí gồm `O_2` và `NO_2`
Gọi muối ban đầu là `M(NO_3)_n`
Khi đó
`4NO_2+O_2+4KOH->4KNO_3+2H_2O`
Theo phương trình
`n_{NO_2}=n_{KOH}=0,024(mol)`
`n_{O_2}=1/4 n_{KOH}=0,006(mol)`
Ta có
`m_{NO_2}+m_{O_2}=0,024.46+0,006.32=1,296(g)<2,592`
`=>` Trong sản phẩm còn có hơi nước
`=>` Muối X là muối ngậm nước
`=>` Muối X có dạng `M(NO_3)_n .aH_2O`
$2M(NO_3)_n .aH_2O\xrightarrow{t^o}M_2O_n+2nNO_2+nO_2+2aH_2O$
Theo phương trình
`n_{M_2O_n}=\frac{1}{2n}n_{NO_2}=\frac{0,012}{n}(mol)`
`=>m_{M_2O_n}=(2M+16n).\frac{0,012}{n}=0,96`
`=>\frac{0,024M}{n}+0,192=0,96`
`=>M=32n`
`n=1=>M=32(loại)`
`n=2=>M=64(Cu)`
`n=3=>M=96(loại)`
Vậy `M` là `Cu`
Theo phương trình
`n_{H_2O}=\frac{a}{n}.n_{NO_2}=0,012a(mol)`
Lại có `m_{H_2O}=2,592-1,296=1,296(g)`
`=>n_{H_2O}=\frac{1,296}{18}=0,072(mol)`
`=>0,012a=0,072`
`=>a=6`
Vậy công thức của muối `X` là `Cu(NO_3)_2 .6H_2O`