Cho 5,52 gam Mg tan hết vào dung dịch HNO₃ thì thu được 0,896 lít hỗn hợp khí N₂ và N₂O có tỉ khối so với H₂ là 16. Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được một lượng chất rắn có khối lượng bằng?

Lời giải:

\[{n_{Mg}} = \frac{{5,52}}{{24}} = 0,23(mol)\]

\[{\overline M _{hh}} = 16.2 = 32(g/mol)\]

\[{n_{hh}} = \frac{{0,896}}{{22,4}} = 0,04(mol)\]

\[{n_{{N_2}}} = x;{n_{{N_2}O}} = y(mol;x,y > 0)\]

\[\left\{ \begin{array}{l}\frac{{28x + 44y}}{{(x + y)}} = 32\\x + y = 0,04\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}x = 0,03\\y = 0,01\end{array} \right.\]

Dung dịch thu được có thể chứa NH₄NO₃: a (mol)

Quá trình nhường e

\[\begin{array}{l}Mg \to \mathop {Mg}\limits^{ + 2} + 2e\\0,23.............0,46(mol)\end{array}\]

Quá trình nhận e

\[2\mathop N\limits^{ + 5} + 10e \to \mathop {{N_2}}\limits^0 \]

\[2\mathop N\limits^{ + 5} + 8e \to 2\mathop N\limits^{ + 1} \]

\[\mathop N\limits^{ + 5} + 8e \to \mathop N\limits^{ - 3} \]

n_{e nhận} = \[10{n_{{N_2}}} + 8{n_{{N_2}O}} + 8{n_{N{H_4}N{O_3}}} = 10.0,03 + 8.0,01 + 8a = 0,38 + 8a(mol)\]

Bảo toàn e ta có:

0,46 = 0,38 = 8a

→ a = 0,01 (mol)

→ \[{n_{N{H_4}N{O_3}}}\]= 0,01 (mol)

Vậy dung dịch thu được gồm: Mg(NO₃)₂: 0,23 (mol) và NH₄NO₃: 0,01 (mol)

Cô cạn thu được m_rắn = \[{m_{Mg{{(N{O_3})}_2}}} + {m_{N{H_4}N{O_3}}}\] = 0,23.148 + 0,01.80 = 34,84 (g)