Cho 38,55 gam hỗn hợp X gồm Mg, Al, ZnO và Fe(NO3)2 tan hoàn toàn trong dung dịch chứa 0,725 mol H2SO4 loãng. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch Y chỉ chứa 96,55 gam muối sunfat trung hòa và 3,92 lít (đktc) khí Z gồm hai khí trong đó có một khí hóa nâu ngoài không khí. Biết tỉ khối của Z so với H2 là 9. Phần trăm số mol của Mg trong hỗn hợp X gần nhất với giá trị nào sau đây?
A. 25
B. 15
C. 40
D. 30
Chọn đáp án D.
Khí hóa nâu ngoài không khí là NO.
M N O = 30 > 18 => Khí còn lại có phân tử khối < 18
=> Khí còn lại là H2.
⇒ n N O + n H 2 = 3 , 92 22 , 4 = 0 , 175 m o l 30 n N O + 2 n H 2 = 18 . 0 , 175 = 3 , 15 g
⇒ n N O = 0 , 1 m o l n H 2 = 0 , 075 m o l
Áp dụng bảo toàn khối lượng có:
m X + m H 2 S O 4 = m m u ố i + m k h í + m H 2 O
· Có
n H 2 O + n H 2 = 0 , 625 < n H 2 S O 4
=> Chứng tỏ có sản phẩm N H 4 + :
n N H 4 + = 0 , 725 . 2 - 0 , 625 . 2 4 = 0 , 05 m o l
· Áp dụng bảo toàn N có:
n F e N O 3 2 = n N H 4 + + n N O 2 = 0 , 075 m o l
· Áp dụng bảo toàn nguyên tố O có:
n Z n O + 6 n F e N O 3 2 = n N O + n H 2 O
⇒ n Z n O = 0 , 1 + 0 , 55 - 6 . 0 , 075 = 0 , 2 m o l
· Đặt số mol của Mg, Al lần lượt là a, b
Vì có sản phẩm H2 tạo thành nên sau phản ứng Fe vẫn ở dạng Fe (II).
Áp dụng bảo toàn electron có:
Suy ra a = 0 , 2 b = 0 , 15
⇒ % n M g = 32 %
Gần với giá trị 30 nhất.