Bài 4: Hòa tan hoàn toàn 1,52g hỗn hợp gồm hai kim loại là Fe và R (có hóa trị II) trong dung dịch HCl 15% vừa đủ, thu được 672ml khí (đo ở đktc) và dung dịch B. Nếu hòa tan 1,52gam kim loại R trong 49 gam dung dịch H2SO4 8% thì lượng axit còn dư. a. Xác định tên kim loại R. b. Tính thành phần % về khối lượng của mỗi kim loại trong hỗn hợp đầu. c. Tính nồng độ phần trăm của các chất trong dung dịch B.

Đáp án + giải thích các bước giải:

Cho $n_{Fe}=x(mol)$ $,$ $n_{R}=y(mol)$ và n là số hoá trị của $R$

Phương trình hoá học:

$Fe+HCl→FeCl_2+H_2$

$x→x→x→x$

$R+nHCl→RCln+0,5nH_2$

$y→ny→y→0,5ny$

$2R+ nH_2SO_4→R_2(SO_4)_n+nH_2$

$y→\dfrac{ny}{2}$

Khối lượng hỗn hợp là $1,52 (gam)→56x+M_R$ x $y=1,52$ $(1)$

Thu được $672(ml)$ khí $→x+0,5ny=\dfrac{672}{1000*22,4}=0,03$ $(2)$

$n_{H_2SO_4}=\dfrac{49*8}{100*98}=0,04;$

Mà hòa tan 1,52gam kim loại $R$ trong 49 gam dung dịch $H_2SO_4$ 8% thì lượng axit còn dư.

$⇒\dfrac{ny}{2}<0,04$ $(3)$

Vì vậy, từ $(1),(2)$ và $(3)$

$⇒$$\begin{cases} 56x+M_R * y=1,52\\x+0,5ny=0,03\\\dfrac{ny}{2}<0,04 \end{cases}$

$⇒$$\begin{cases} 56x+M_R * y=1,52\\x+0,5ny=0,03\\ny<0,08 \end{cases}$

$⇒$$\begin{cases} 56x+M_R * y=1,52\\x+0,5*0,08>0,03\\ny<0,08 \end{cases}$

$⇒$$\begin{cases} 56x+M_R * y=1,52\\x>-0,01\\ny<0,08 \end{cases}$

$⇒$$\begin{cases} 56.(-0,01)+M_R * (\dfrac{0,08}n)<1,52\\x>-0,01\\y<\dfrac{0,08}n \end{cases}$

$⇒$$\begin{cases} M_R <\dfrac{2,08}{\dfrac{0,08}n}\\x>-0,01\\y<\dfrac{0,08}n \end{cases}$

Vì $R$ có hoá trị $II$ nên $n =2⇒M_R<52$ nên $R$ hoặc là $Magie(M=24)$ hoặc là $Canxi(M=40)$

Khối lượng dung dịch:

$m_{dd-HCl}=\dfrac{n{HCl}*36,5*100}{15}=\dfrac{(0,02+0,01)*36,5*100}{15}$

$=7,3(gam)$

Khối lượng dung dịch B:

$m_{dd-B}=1,52+7,3-\dfrac{672}{22,4.1000}$ x $2=8,76(gam)$

$TH1:$ R là Magie

b.

Từ $(1),(2)⇒x=0,025;y=0,005$

%$m_{Fe}=\dfrac{0,025*56}{1,52}$ x $100%=92,11$%

%$m_{Mg}=100$%$-$%$m_{Fe}=7,89$%

c.

Dung dịch chứa hai muối là:

$FeCl_2$($x=0,025$ $mol)$ và $MgCl_2(y=0,005$ $mol)$

%$C_{FeCl_2}=\dfrac{0,025*127*100}{8,76}=36,24$%

%$C_{MgCl_2}=100$%$-$%$C_{FeCl_2}=63,76$%

$TH2:$ R là Canxi

b.

Từ $(1),(2)⇒x=0,02;y=0,01$

%$m_{Fe}=\dfrac{0,02*56}{1,52}$ x $100%=73,68$%

%$m_{Ca}=100$%$-$%$m_{Fe}=26,32$%

c.

Dung dịch chứa hai muối là:

$FeCl_2$($x=0,02$ $mol)$ và $CaCl_2(y=0,01$ $mol)$

%$C_{FeCl_2}=\dfrac{0,02*127*100}{8,76}=29,00$%

%$C_{CaCl_2}=100$%$-$%$C_{FeCl_2}=71,00$%