Điện phân 2 lít dung dịch chứa Fe2(SO4)3 0,05M; CuSO4 0,09M và FeSO4 0,06M đến khi dung dịch giảm 30,4 gam thì ngừng điện phân. Tách lấy hết dung dịch sau điện phân, sau đó cho dung dịch NaNO3 vào thì thấy có khí NO (sản phẩm khử duy nhất thoát ra và thu được dung dịch X có chứa 79,64 gam chất tan. Cho a gam Mg vào dung dịch X, thu được khí Y gồm hai khí NO và H2, tỉ khối của Y đối với He bằng 6,625 và (1,5a – 11,28) gam hỗn hợp kim loại. Giá trị của a là:
A. 12,48 gam. B. 18,24 gam.
C. 21,12 gam. D. 16,32 gam.
Câu trả lời tốt nhất
Ban đầu: nFe2(SO4)3 = 0,1; nCuSO4 = 0,18; nFeSO4 = 0,12
Thời điểm Cu2+ bị điện phân hết:
ne = nFe3+ + 2nCu2+ = 0,56 —> nO2 = 0,14
—> m giảm = mCu + mO2 = 16 < 30,4
—> Tiếp túc có Fe (x) và O2 (0,5x) thoát ra
—> 56x + 32.0,5x = 30,4 – 16 —> x = 0,2
Dung dịch sau điện phân chứa Fe2+ (0,12), SO42- (0,6), bảo toàn điện tích —> nH+ = 0,96
nNaNO3 = x, nNO = 0,12/3 = 0,04 —> nH+ phản ứng = 4nNO = 0,16
—> nH+ dư = 0,8 và nNO3- dư = x – 0,04
m chất tan = 0,12.56 + 0,6.96 + 23x + 62(x – 0,04) + 0,8.1 = 79,64
—> x = 0,2
Khi thêm Mg thu được hỗn hợp kim loại nên Mg còn dư.
Đặt nNO = 7u, nH2 = u, nNH4+ = v
Bảo toàn N —> 7u + v = x – 0,04
nH+ = 4.7u + 2u + 10v = 0,8
—> u = v = 0,02
Khi kết thúc tất cả các phản ứng thì dung dịch chỉ còn lại Na+ (0,2), SO42- (0,6), NH4+ (0,02), bảo toàn điện tích —> nMg2+ = 0,49
—> a – 0,49.24 + 0,12.56 = 1,5a – 11,28
—> a = 12,48 gam
(Chú ý: Lời giải cho rằng sau khi điện phân hết Cu2+ thì đến lượt Fe2+ ngay, bỏ qua H+ mới sinh (Coi như điện phân có màng ngăn)).