Đáp án đúng: C
Phương pháp giải:
Đặt 23,34 gam hỗn hợp X có nAl = x mol; nN = y mol và nO = 0,51 mol
\(\left\{\begin{matrix}Al\\ N\\ O\end{matrix}\right.\xrightarrow[+NaHSO_{4}:1,58]{NaNO_{3}:0,04}\left\{\begin{matrix}0,18(mol)Z\left\{\begin{matrix}N_{2}O:a(mol)\\ N_{2}:b(mol)\\ H_{2}:c(mol)\end{matrix}\right.\\ ddY\left\{\begin{matrix}Al^{3+}:x(mol)\\ Na^{+}:1,62(mol)\\ SO_{4}^{2-}:1,58(mol)\\ NH_{4}^{+}:z(mol)\end{matrix}\right.\overset{+NaOH:2,04(mol)}{\rightarrow}\left\{\begin{matrix}Na_{2}SO_{4}:1,58(mol)\\ NaAlO_{2}:x(mol)\end{matrix}\right.\end{matrix}\right.\)
Áp dụng bảo toàn nguyên tố Na ta có: nNaAlO2 = x mol ⟹ nN = y
Áp dụng định luật bảo toàn điện tích cho dung dịch Y ta có z = nNH4+
Bảo toàn nguyên tố N ta có: nN + nNaNO3 = 2nN2O + 2nN2 + nNH4+
Mà a + b + c = 0,18 mol = nZ nên c = ?
Bảo toàn nguyên tố H ta có: 2nH2O = nNaHSO4 - (2nH2 + 4nNH4+) ⟹ nH2O
Bảo toàn nguyên tố O ta có: nN2O = nO + 4nNaHSO4 + 3nNaNO3 - 4nSO42- - nH2O ⟹ nN2 ⟹ %mN2
Giải chi tiết:Ta có mO = 0,34961.23,34 = 8,16 (gam) ⟹ nO = 0,51 mol
Đặt 23,34 gam hỗn hợp X có nAl = x mol; nN = y mol và nO = 0,51 mol
\(\left\{\begin{matrix}Al\\ N\\ O\end{matrix}\right.\xrightarrow[+NaHSO_{4}:1,58]{NaNO_{3}:0,04}\left\{\begin{matrix}0,18(mol)Z\left\{\begin{matrix}N_{2}O:a(mol)\\ N_{2}:b(mol)\\ H_{2}:c(mol)\end{matrix}\right.\\ ddY\left\{\begin{matrix}Al^{3+}:x(mol)\\ Na^{+}:1,62(mol)\\ SO_{4}^{2-}:1,58(mol)\\ NH_{4}^{+}:z(mol)\end{matrix}\right.\overset{+NaOH:2,04(mol)}{\rightarrow}\left\{\begin{matrix}Na_{2}SO_{4}:1,58(mol)\\ NaAlO_{2}:x(mol)\end{matrix}\right.\end{matrix}\right.\)
Áp dụng bảo toàn nguyên tố Na ta có: nNaAlO2 = 1,62 + 2,04 - 2.1,58 = 0,5 mol = x mol
⟹ nN = y = \(\frac{{23,34 - 0,5.27 - 0,51.16}}{{14}} = 0,12\) mol
Áp dụng định luật bảo toàn điện tích cho dung dịch Y ta có z = nNH4+ = 1,58.2 - 0,5.3 - 1,62 = 0,04 mol
Bảo toàn nguyên tố N ta có: nN + nNaNO3 = 2nN2O + 2nN2 + nNH4+ ⟹ 0,12 + 0,04 = 2a + 2b + 0,04
⟹ a + b = 0,06
Mà a + b + c = 0,18 mol = nZ nên c = 0,12 mol.
Bảo toàn nguyên tố H ta có: 2nH2O = nNaHSO4 - (2nH2 + 4nNH4+) = 1,58 - (2.0,12 + 4.0,04) = 1,18 mol
⟹ nH2O = 0,59 mol
Bảo toàn nguyên tố O ta có:
nN2O = nO + 4nNaHSO4 + 3nNaNO3 - 4nSO42- - nH2O
= 0,51 + 4.1,58 + 3.0,04 - 4.1,58 - 0,59 = 0,04 (= a)
⟹ nN2 = b = 0,06 - 0,04 = 0,02 mol ⟹ %mN2 = \(\frac{{0,02.28}}{{0,02.28 + 0,04.44 + 0,12.2}}.100\% = 21,875\% \) gần nhất với 22%
Đáp án C
