Cho 5,1 gam hỗn hợp A gồm hai kim loại Mg và Al có tỉ lệ mol 1:1 tác dụng vừa đủ với dung dịch gồm KNO₃ và HCl đến khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được dung dịch B và hỗn hợp khí có thể tích 3,36 lít (đktc) gồm NO và H₂ có tỉ khối của B so với H₂ bằng 31/3. Cô cạn cẩn thận dung dịch B thu được m gam muối. Tính giá trị m ?

Phương pháp giải:

- Từ tổng khối lượng hỗn hợp KL và tỉ lệ mol ta tính được số mol từng KL.

- Dựa vào tỉ khối và tổng thể tích của khí ta tính được số mol từng khí.

- Tóm tắt: A + KNO₃ + HCl → 0,1 mol NO và 0,05 mol H₂

So sánh: n_{e nhường} = 2n_Mg + 3n_Al > n _{e nhận} = 3n_NO + 2n_H2 nên phản ứng có tạo NH₄⁺

Viết các quá trình cho nhận e tính được mol của NH₄⁺

Vì phản ứng tạo cả H₂ nên NO₃^- hết

+ Bảo toàn N: n_KNO3 = n_NO + n_NH4+

+ Xác định các ion có trong dung dịch sau pư.

 BTĐT tính được n_Cl- = n_K+ + 2n_Mg2+ + 3n_Al3+ + n_NH4+

→ m = m_muối = m_ion

Giải chi tiết:

- Đặt số mol của Mg và Al trong A là x mol (vì số mol 2 chất bằng nhau)

→ m_A = 24x + 27x = 5,1 → x = 0,1 mol

- Xét hỗn hợp khí NO và H₂ có số mol lần lượt là a và b mol

Ta có: n_hh = a + b = 0,15 mol (1)

 m_hh = M_hh.n_hh => 30a + 2b = 31/3.2.0,15 = 3,1 (2)

Giải (1) và (2) có a = 0,1 mol và b = 0,05 mol

- Tóm tắt: A + KNO₃ + HCl → 0,1 mol NO và 0,05 mol H₂

QT nhường electron:

Mg → Mg⁺² + 2e

Al → Al⁺³ + 3e

QT nhận electron:

N+5⁺⁵ + 3e → N⁺²

2H⁺ + 2e → H₂

Ta có:

n_{e nhường} = 2n_Mg + 3n_Al = 0,1.2 + 0,1.3 = 0,5 mol

n _{e nhận} = 3n_NO + 2n_H2 = 0,1.3 + 0,05.2 = 0,4 mol

=> n _{e nhường} > n _{e nhận} => Sản phẩm khử của NO₃^- còn có NH₄⁺

QT nhường electron:

Mg → Mg⁺² + 2e

Al → Al⁺³ + 3e

QT nhận electron:

N+5⁺⁵ + 3e → N⁺²

2H⁺ + 2e → H₂

N+5⁺⁵ + 8e → N^-3 (NH₄⁺)

→ n_NH4⁺ = (0,5 - 0,4) : 8 = 0,0125 mol

Vì phản ứng tạo cả H₂ nên NO₃^- hết

Bảo toàn N: n_KNO3 = n_NO + n_NH4+ = 0,1 + 0,0125 = 0,1125 mol

→ Dung dịch muối gồm có $\left\{\begin{array}{l}{K}^{+}:\mathrm{0,1125}mol\\ M{g}^{2+}:\mathrm{0,1}mol\\ A{l}^{3+}:\mathrm{0,1}mol\\ N{H}_4^{+}:\mathrm{0,0125}mol\\ C{l}^{-}\end{array}\right.$

BTĐT: n_Cl- = n_K+ + 2n_Mg2+ + 3n_Al3+ + n_NH4+ = 0,625 mol

→ m = m_muối = m_ion = 31,9 gam