Đáp án đúng: A
Phương pháp giải:
\(28,18(g)X\left\{ \begin{array}{l}Mg\\Fe{(N{O_3})_3}\\FeC{l_2}\\F{e_3}{O_4}\end{array} \right. + HCl:0,91 \to \left| \begin{array}{l}X\left\{ \begin{array}{l}NO:0,04\\{N_2}O:0,03\end{array} \right.\\\\{H_2}O\\Y + AgN{O_3} \to \left\{ \begin{array}{l}NO:0,0225\\149,155(g)\left\{ \begin{array}{l}AgCl\\Ag\end{array} \right.\end{array} \right.\end{array} \right.\)
*Y + AgNO3 → NO
Cho AgNO3 vào dung dịch Y xuất hiện NO ⟹ Dung dịch Y chứa H+, Fe2+; không có NO3-
4H+dư + NO3- + 3e → NO + 2H2O
⟹ nHCl dư trong Y ⟹ mY = mmuối + mHCl dư
*28,18 gam X + HCl
- BTKL ⟹ mH2O ⟹ nH2O
- BTNT H ⟹ nNH4+
- BTNT N ⟹ nFe(NO3)3
- BTNT O ⟹ nFe3O4
- BTKL và BT e ⟹ nMg và nFeCl2
⟹ %mMgGiải chi tiết:\(28,18(g)X\left\{ \begin{array}{l}Mg\\Fe{(N{O_3})_3}\\FeC{l_2}\\F{e_3}{O_4}\end{array} \right. + HCl:0,91 \to \left| \begin{array}{l}X\left\{ \begin{array}{l}NO:0,04\\{N_2}O:0,03\end{array} \right.\\\\{H_2}O\\Y + AgN{O_3} \to \left\{ \begin{array}{l}NO:0,0225\\149,155(g)\left\{ \begin{array}{l}AgCl\\Ag\end{array} \right.\end{array} \right.\end{array} \right.\)
*Y + AgNO3 → 0,0225 mol NO:
Cho AgNO3 vào dung dịch Y xuất hiện NO ⟹ Dung dịch Y chứa H+, Fe2+; không có NO3-
4H+dư + NO3- + 3e → NO + 2H2O
0,09 ← 0,0225
⟹ nHCl dư trong Y = 0,09 mol
⟹ Khối lượng chất tan trong dung dịch Y: mY = mmuối + mHCl dư = 48,93 + 0,09.36,5 = 52,215 g.
*28,18 gam X + HCl:
nHCl = 0,91 mol
- BTKL: mX + mHCl = mY + mNO + mN2O + mH2O
⟹ mH2O = mX + mHCl – mY – mNO – mN2O = 28,18 + 0,91.36,5 – 52,215 – 0,04.30 – 0,03.44 = 6,66 g.
⟹ nH2O = 6,66/18 = 0,37 mol
- BTNT H: nNH4+ = \(\dfrac{{{n_{HCl}} - {n_{HCl\,du}} - 2{n_{H2O}}}}{4}\) = \(\dfrac{{0,91 - 0,09 - 2.0,37}}{4}\) = 0,02 mol
- BTNT N: nFe(NO3)3 = \(\dfrac{{{n_{NO}} + 2{n_{N2O}} + {n_{NH{4^ + }}}}}{3}\) = \(\dfrac{{0,04 + 2.0,03 + 0,02}}{3}\) = 0,04 mol
- BTNT O: nFe3O4 = \(\dfrac{{{n_{NO}} + {n_{N2O}} + {n_{H2O}} - 9{n_{Fe(NO3)3}}}}{4}\) = \(\dfrac{{0,04 + 0,03 + 0,37 - 9.0,04}}{4}\) = 0,02 mol
*Đặt nMg = x mol; nFeCl2 = y mol
mE = mMg + mFeCl2 + mFe(NO3)3 + mFe3O4
⟹ 24x + 127y = 28,18 – 0,04.242 – 0,02.232 = 13,86 (1)
- Coi Fe3O4 là FeO.Fe2O3 ⟹ nFe2+ trong X = nFeCl2 + nFe3O4 = y + 0,02 (mol)
nNO = 0,04 + 0,0225 = 0,0625 mol
- Các quá trình nhường nhận electron:
Mg → Mg+2 + 2e N+5 + 3e → NO
x → 2x 0,1875 ← 0,0625
Fe+2 → Fe+3 + 1e 2.N+5 + 8e → N2O
y+0,02 → y+0,02 0,24 ← 0,03
N+5 + 8e → NH4+
0,16 ← 0,02
Ag+ + 1e → Ag
BT electron ⟹ nAg = 2x + y + 0,02 – 0,5875 = 2x + y – 0,5675 (mol)
BTNT Cl: nAgCl = 2nFeCl2 + nHCl = 2y + 0,91 (mol)
⟹ 108 (2x + y – 0,5675) + 143,5 (2y + 0,91) = 149,155 ⟹ 216x + 395y = 79,86 (2)
Từ (1)(2) ⟹ x = 0,26; y = 0,06
⟹ %mMg ≈ 22,14%
