Cho nguyên tố X, Y thuộc cùng một chu kì trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học, ở trạng thái cơ bản tổng số electron trên phân lớp s của X bằng 7, tổng số electron trên phân lớp d của X và Y bằng 16.
a. Cho m gam hỗn hợp gồm Y và oxit của X (XO) vào 200 ml dung dịch HCl 1M thu được dung dịch A, 896 ml khí H2 (đktc) và 4,12 gam chất rắn không tan. Tính m.
b. Một loại muối sulfate của nguyên tố Y có nhiều ứng dụng trong công nghiệp, trong y tế. Trong quá trình bảo quản muối sulfate của nguyên tố Y bị oxi hóa một phần bởi oxygen không khí tạo ra hỗn hợp Z. Hòa tan hoàn toàn Z bằng dung dịch loãng chứa 0,04 mol H2SO4, chia dung dịch sau phản ứng thành 2 phần bằng nhau.
Phần 1 phản ứng với dung dịch BaCl2 dư thu được 16,31 gam kết tủa.
Thêm từ từ dung dịch H2SO4 loãng dư vào phần II thu được dung dịch T, cho từ từ dung dịch KMnO4 0,1M vào dung dịch T đến khi phản ứng vừa đủ cần dùng vừa đủ 100 ml. Tính khối lượng muối sulfate của Y ban đầu và % muối đã bị oxi hóa.
Câu trả lời tốt nhất
X có electron ở phân lớp d, có tổng số electron trên phân lớp s là 7 —> Cấu hình:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5 4s1
hoặc 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s1
Tổng số electron trên phân lớp d của X và Y bằng 16 nên chọn:
X: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s1 (X là Cu)
Y: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2 (Y là Fe)
nHCl = 0,2; nH2 = 0,04
Nếu chất rắn không tan chỉ chứa Cu
—> nH2O = nCuO = nCu = 4,12/64
nHCl = 2nH2O + 2nH2 > 0,2: Loại
Vậy chất rắn không tan ngoài Cu còn có Fe hoặc CuO hoặc cả Fe và CuO —> HCl đã phản ứng hết.
Nếu muối chỉ có FeCl2 (0,1 mol)
Bảo toàn H —> nHCl = 2nH2 + 2nH2O
—> nCuO = nH2O = 0,06
Chất rắn không tan gồm Cu (0,06) và chất khác (4,12 – 0,06.64 = 0,28 gam)
—> m = 0,1.56 + 0,06.80 + 0,28 = 10,68
Nếu muối gồm FeCl2 (0,04) và CuCl2 (0,06)
—> m = 0,04.56 + 0,06.80 + 4,12 = 11,16
—> 10,68 ≤ m ≤ 11,16
Muối sulfate của nguyên tố Y bị oxi hóa một phần bởi oxygen —> Muối là FeSO4
Bảo toàn S —> nBaSO4 = nFeSO4 ban đầu + nH2SO4 = 16,31.2/233
—> nFeSO4 ban đầu = 0,1 —> mFeSO4 ban đầu = 15,2 gam
nFeSO4 còn lại = 5nKMnO4 = 5.0,01.2 = 0,1: Kiểm tra lại số liệu.