X là hỗn hợp của 2 kim loại gồm kim loại R và kim loại kiềm M. Lấy 9,3 gam X cho vào nước dư thu được 4,48 lít khí H2. Đem 1,95 gam Kali luyện thêm vào 9,3 gam X trên thu được hỗn hợp Y có phần trăm khối lượng Kali là 52%. Lấy toàn bộ hỗn hợp Y cho tác dụng với dung dịch KOH dư thu được 8,4 lít khí H2. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Xác định kim loại M và R
Nếu cho thêm kim loại K vào X mà ban đầu chưa có K thì ta có:
\(\%K=\dfrac{1,95}{1,95+9,3}.100\%\approx17,33\%< 52\%\)
\(\Rightarrow\) Ngay từ đầu X đã có kim loại K
\(\Rightarrow M:K\)
Nếu R là kim loại tác đụng được với nước hay không tác dụng được với KOH thì
\(2K\left(0,05\right)+2H_2O\rightarrow2KOH+H_2\left(0,025\right)\)
\(\Rightarrow n_{K\left(tt\right)}=\dfrac{1,95}{39}=0,05\left(mol\right)\)
\(\Rightarrow n_{H_2}=0,025+0,2=0,225< \dfrac{8,4}{22,4}=0,375\)
\(\Rightarrow\) R là kim loại không phản ứng với nước nhưng phản ứng với KOH.
Gọi số mol của K và R trong Y lần lược là x, y, n là hóa trị của R thì ta có:
\(m_K=\left(9,3+1,95\right).52\%=5,85\left(g\right)\)
\(\Rightarrow n_K=0,15\left(mol\right)\)
\(\Rightarrow m_R=\left(9,3+1,95\right)-5,85=5,4\left(g\right)\)
Khi Y tác dụng với dd KOH thì ta có:
\(2K\left(0,15\right)+2H_2O\rightarrow2KOH+H_2\left(0,075\right)\left(1\right)\)
\(R\left(\dfrac{0,6}{n}\right)+\left(4-n\right)KOH+\left(n-2\right)H_2O\rightarrow K_{\left(n-4\right)}RO_2+\dfrac{n}{2}H_2\left(0,3\right)\left(2\right)\)
\(\Rightarrow n_{H_2\left(2\right)}=0,375-0,075=0,3\left(mol\right)\)
\(\Rightarrow\dfrac{0,6R}{n}=5,4\)
\(\Leftrightarrow R=9n\)
Thay n = 1, 2, 3, ... ta nhận n = 3; R = 27
Vậy R là \(Al\)
- Gọi n là hóa trị của kim loại R
mY=1,95+9,3=11,25 gam
%K=\(\dfrac{m_K}{11,25}.100=52\rightarrow m_K=5,85g\)> lượng K thêm vào chỉ có 1,95 gam
\(\rightarrow\)M phải là K\(\rightarrow\)mK(X)=5,85-1,95=3,9 gam\(\rightarrow\)mR=9,3-3,9=5,4 gam
nK(X)=\(\dfrac{3,9}{39}=0,1mol\); \(n_R=\dfrac{5,4}{R}mol\)
- Khi cho X tác dụng H2O dư: \(n_{H_2}=\dfrac{4,48}{22,4}=0,2mol\)
2K+2H2O\(\rightarrow\)2KOH+H2
\(n_{H_2}=\dfrac{1}{2}n_K=\dfrac{0,1}{2}=0,05< 0,2\)
\(\rightarrow\)R là kim loại lưỡng tính tác dụng KOH để tạo ra thêm 0,2-0,05=0,15 mol H2
- Trong Y có: nK(Y)=\(\dfrac{5,85}{39}=0,15mol\); \(n_R=\dfrac{5,4}{R}mol\)
2K+2H2O\(\rightarrow\)2KOH+H2
R+(4-n)KOH\(\rightarrow\)K4-nRO2+\(\dfrac{n}{2}H_2\)
\(n_{H_2}=\dfrac{1}{2}n_K+\dfrac{n}{2}n_R=\dfrac{8,4}{22,4}=0,375\)
\(\rightarrow\)\(\dfrac{0,15}{2}+\dfrac{4,5R}{2n}=0,375\)
\(\rightarrow\)\(\dfrac{4,5R}{2n}=0,3\rightarrow R=9n\)
n=1\(\rightarrow\)R=9(loại)
n=2\(\rightarrow\)R=18(loại)
n=3\(\rightarrow\)R=27(Al)
Vậy M là K và R là Al
nH2 (1)= \(\dfrac{4,48}{22,4}\)= 0,2 (mol); nH2(2) =\(\dfrac{8,4}{22,4}\)=0,375mol
Khi thêm 1,95g K vào 9,3g X, nếu trong X ko có K thì:
%mK= \(\dfrac{1,95}{1,95+9,3}\).100\(\approx\)17,33% < 52% suy ra trong X có kim loại K => M chính là K
- Vậy X (chứa K,R)
+ Nếu R tan trực tiếp trong nước, hoặc ko tan trong dung dịch KOH, thì khi cho Y tác dụng với KOH so với X có thêm 0,025 mol H2, do có phản ứng
K + H2O\(\rightarrow\)KOH+ \(\dfrac{1}{2}\)H2\(\uparrow\)
=> \(\Sigma\)nH2 (2)=0,2 + 0,025= 0,255 (mol) < nH2 (2) đề cho
=> R ko tan trực tiếp trực tiếp trong nước nhưng tan trong dd KOH
Đặc số mol của K và R là x,y ta có:
x= \(\dfrac{0,25.\left(9,3+1,95\right)}{39}\)=0,15 mol => mR= yR= 9,3-0,1.39= 5,4g (I)
y tác dụng với dd KOH có phản ứng (TN2):
K+H2O\(\rightarrow\)KOH +\(\dfrac{1}{2}\)H2\(\uparrow\)
R+ (4-n)KOH+ (n-2)H2O\(\rightarrow\)K(4-n)RO2+ \(\dfrac{n}{2}\)H2\(\uparrow\)
y dư \(\dfrac{ny}{2}\)
=> nH2(2)= 0,075+\(\dfrac{n.y}{2}\)=0,375 => ny=0,6 (II)
Từ (I,II)=> R= \(\dfrac{27n}{3}\)=>n=3; R=27 (Al)
Vì sao lại lập đc CT là: K(4-n)RO2 vậy?
