Đáp án A

Đáp án C

Đặt số mol mỗi kim loại trong 18,5 gam hỗn hợp lần lượt là a, b, c.

Ta có: m_{hh X} =65a + 56b + 64c;  n H 2 = a + b = 3 , 92 22 , 4 = 0 , 175 mol

Có số phân tử Cl_{2 phản ứng}  trung bình với hỗn hợp X:

n Cl 2 n X = 0 , 175 0 , 15 = 7 6 = ( a + 1 , 5 b + c ) ( a + b + c )

Từ đó ta có a - 2b + c = 0.

Tóm lại ta sẽ có a = b = c = 0,1 mol.

Vậy trong 18,5g hỗn họp X sẽ có 0,1 mol Fe

Chú ý:

Dung dịch axit như dung dịch HCl, HBr, HI hoặc dung dịch H₂SO₄ có khả năng phản ứng với các kim loại đứng trước H trong dãy điện hóa, tức là trong bài này phản ứng với Zn và Fe tạo ra ZnCl₂ và FeCl₂.

- Clo có khả năng phản ứng với hầu hết các kim loại (trừ Au, Pt) thậm chí còn có khả năng phản ứng với Ag ở điều kiên thích hợp và đưa kim loại lên số oxi hóa cao nhất vì vậy sản phẩm là ZnCl₂,CuCl₂,FeCl₃

a) 

TN1: Gọi (n_Zn; n_Fe; n_Cu) = (a; b; c)

=> 65a + 56b + 64c = 18,5 (1)

\(n_{H_2}=\dfrac{4,48}{22,4}=0,2\left(mol\right)\)

PTHH: Zn + 2HCl --> ZnCl₂ + H₂

            a---------------------->a

            Fe + 2HCl --> FeCl₂ + H₂

             b----------------------->b

=> a + b = 0,2 (2)

TN2: Gọi (n_Zn; n_Fe; n_Cu) = (ak; bk; ck)

=> ak + bk + ck = 0,15 (3)

PTHH: Zn + Cl₂ --t^o--> ZnCl₂

           ak-->ak

           2Fe + 3Cl₂ --t^o--> 2FeCl₃

            bk--->1,5bk

           Cu + Cl₂ --t^o--> CuCl₂

           ck-->ck

=> \(ak+1,5bk+ck=\dfrac{3,92}{22,4}=0,175\)(4)

(1)(2)(3)(4) => \(\left\{{}\begin{matrix}a=0,1\left(mol\right)\\b=0,1\left(mol\right)\\c=0,1\left(mol\right)\\k=0,5\end{matrix}\right.\)

\(\left\{{}\begin{matrix}\%m_{Zn}=\dfrac{0,1.65}{18,5}.100\%=35,135\%\\\%m_{Fe}=\dfrac{0,1.56}{18,5}.100\%=30,27\%\\\%m_{Cu}=\dfrac{0,1.64}{18,5}.100\%=34,595\%\end{matrix}\right.\)

b) n_O(oxit) = \(\dfrac{23,7-18,5}{16}=0,325\left(mol\right)\)

=> n_H2O = 0,325 (mol)

=> n_HCl = 0,65 (mol)

=> \(V=\dfrac{0,65}{1}=0,65\left(l\right)=650\left(ml\right)\)

Trong \(20,4g\) hỗn hợp có: \(\left\{{}\begin{matrix}n_{Zn}=a\left(mol\right)\\n_{Fe}=b\left(mol\right)\\n_{Al}=c\left(mol\right)\end{matrix}\right.\)

\(\Rightarrow65a+56b+27c=20,4\left(1\right)\)

\(n_{H_2}=\dfrac{10,08}{22,4}=0,45mol\)

\(BTe:2n_{Zn}+2n_{Fe}+3n_{Al}=2n_{H_2}\)

\(\Rightarrow2a+2b+3c=2\cdot0,45\left(2\right)\)

Trong \(0,2mol\) hhX có \(\left\{{}\begin{matrix}Zn:ka\left(mol\right)\\Fe:kb\left(mol\right)\\Al:kc\left(mol\right)\end{matrix}\right.\)

\(\Rightarrow ka+kb+kc=0,2\)

\(n_{Cl_2}=\dfrac{6,16}{22,4}=0,275mol\)

\(BTe:2n_{Zn}+3n_{Fe}+3n_{Al}=2n_{Cl_2}\)

\(\Rightarrow2ka+3kb+3kc=2\cdot0,275\)

Xét thương:

 \(\dfrac{ka+kb+kc}{2ka+3kb+3kc}=\dfrac{0,2}{2\cdot0,275}\Rightarrow\dfrac{a+b+c}{2a+3b+3c}=\dfrac{4}{11}\)

\(\Rightarrow3a-b-c=0\left(3\right)\)

Từ (1), (2), (3)\(\Rightarrow\left\{{}\begin{matrix}a=0,1mol\\b=0,2mol\\c=0,1mol\end{matrix}\right.\Rightarrow\left\{{}\begin{matrix}m_{Zn}=6,5g\\m_{Fe}=11,2g\\m_{Al}=2,7g\end{matrix}\right.\)

\(n_{Cu}=a\left(mol\right),n_{Fe}=b\left(mol\right),n_{Al}=c\left(mol\right)\)

\(m_X=64a+56b+27b=35.7\left(g\right)\left(1\right)\)

\(n_{Cl_2}=\dfrac{21.84}{22.4}=0.975\left(mol\right)\)

\(Cu+Cl_2\underrightarrow{^{^{t^0}}}CuCl_2\)

\(Fe+\dfrac{3}{2}Cl_2\underrightarrow{^{^{t^0}}}FeCl_3\)

\(Al+\dfrac{3}{2}Cl_2\underrightarrow{^{^{t^0}}}AlCl_3\)

\(n_{Cl_2}=a+1.5b+1.5c=0.975\left(mol\right)\left(2\right)\)

\(n_{hh}=ka+kb+kc=0.25\left(mol\right)\)

\(n_{H_2}=kb+k\cdot1.5c=0.2\left(mol\right)\)

\(\Leftrightarrow a-0.25b-0.875c=0\left(3\right)\)

\(\left(1\right),\left(2\right),\left(3\right):a=0.3,b=0.15,c=0.3\)

\(\%Cu=\dfrac{0.3\cdot64}{35.7}\cdot100\%=53.78\%\)

\(\%Fe=\dfrac{0.15\cdot56}{35.7}\cdot100\%=23.52\%\)

\(\text{%Al=22.7%}\)

TN1: Gọi (n_Al; n_Zn; n_Fe) = (a; b; c)

=>27a + 65b + 56c = 20,4 (1)

\(n_{H_2}=\dfrac{10,08}{22,4}=0,45\left(mol\right)\)

PTHH: 2Al + 6HCl --> 2AlCl₃ + 3H₂

              a----------------------->1,5a

             Zn + 2HCl --> ZnCl₂ + H₂

              b--------------------->b

              Fe + 2HCl --> FeCl₂ + H₂

               c----------------------->c

=> \(1,5a+b+c=0,45\) (2)

TN2: Gọi (n_Al; n_Zn; n_Fe) = (ak; bk; ck)

=> ak + bk + ck = 0,2 (3)

\(n_{Cl_2}=\dfrac{6,16}{22,4}=0,275\left(mol\right)\)

PTHH: 2Al + 3Cl₂ --t^o--> 2AlCl₃

            ak-->1,5ak

             Zn + Cl₂ -t^o-> ZnCl₂

            bk--->bk

              2Fe + 3Cl₂ --t^o--> 2FeCl₃

              ck--->1,5ck

=> 1,5ak + bk + 1,5ck = 0,275 (4)

(1)(2)(3)(4) => \(\left\{{}\begin{matrix}a=0,1\left(mol\right)\\b=0,1\left(mol\right)\\c=0,2\left(mol\right)\end{matrix}\right.\)

=> \(\%Fe=\dfrac{0,2.56}{20,4}.100\%=54,9\%\)

\(n_{Cu} = a ; n_{Al} = b ; n_{Fe} = c(mol)\\ \Rightarrow 64a + 27b + 56c = 28,6(1)\\ 2Al + 6HCl \to 2AlCl_3 + 3H_2\\ Fe + 2HCl \to FeCl_2 + H_2\\ n_{H_2} = 1,5b + c = \dfrac{13,44}{22,4} = 0,6(2)\\ \text{Mặt khác} : n_{O_2} = \dfrac{8,96}{22,4} = 0,4(mol)\\ 2Cu + O_2 \xrightarrow{t^o} 2CuO\\ 4Al + 3O_2 \xrightarrow{t^o} 2Al_2O_3\\ 4Fe + 3O_2 \xrightarrow{t^o} 2Fe_2O_3\\ \)

Ta có :

\(\dfrac{n_X}{n_{O_2}}=\dfrac{a+b+c}{0,5a +0,75b + 0,75c} = \dfrac{0,6}{0,4}(3)\\ (1)(2)(3)\Rightarrow a = \dfrac{317}{1460} ; b = \dfrac{121}{365}; c = \dfrac{15}{146}\\ \%m_{Cu} = \dfrac{\dfrac{317}{1460}.64}{28,6}.100\% = 48,59\%\\ \%m_{Al} = \dfrac{\dfrac{121}{365}.27}{28,6}.100\% = 31,3\%\\ \%m_{Fe} = 100\% - 41,59\% - 31,3\% = 27,11\%\)

Gọi $n_{Fe} = a(mol), n_{Zn} = b(mol) , n_{Al} = c(mol) \Rightarrow 56a + 65b + 27c = 20,4(1)$

$Fe + H_2SO_4 \to FeSO_4 + H_2$
$Zn + H_2SO_4 \to ZnSO_4 + H_2$
$2Al +3 H_2SO_4 \to Al_2(SO_4)_3 +3 H_2$

Theo PTHH : $n_{H_2} = a + b + 1,5c = \dfrac{10,08}{22,4} = 0,45(mol)(2)$

Mặt khác : 

$2Fe + 3Cl_2 \xrightarrow{t^o} 2FeCl_3$
$Zn + Cl_2 \xrightarrow{t^o} ZnCl_2$
$2Al + 3Cl_2 \xrightarrow{t^o} 2AlCl_3$

Theo PTHH : $n_{Cl_2} = 1,5n_{Fe} + n_{Zn} + 1,5n_{Al}$

Suy ra : \dfrac{1,5a + b + 1,5c}{a + b + c} = \dfrac{0,275}{0,2}(3)$

Từ (1)(2)(3) suy ra : a = 0,2 ; b = 0,1 ; c = 0,1

$\%m_{Fe} = \dfrac{0,2.56}{20,4}.100\% = 54,9\%$

$\%m_{Zn} = \dfrac{0,1.65}{20,4}.100\% = 31,9\%$
$\%m_{Al} = 100\% - 54,9\% - 31,9\% = 13,2\%$