Thực hiện phản ứng nhiệt nhôm hỗn hợp X gồm Al và một oxide kim loại trong khí trơ, thu được hỗn hợp Y. Cho Y vào dung dịch \({\rm{NaOH}}\) (loãng, dùng dư \(20\% \) so với lượng cần phản ứng), thu được dung dịch Z, chất không tan T và 1,859 lít khí \({{\rm{H}}_2}\)(đkc). Cho dung dịch \({\rm{HCl}}\) dư vào Z, thấy có \(0,42\;{\rm{mol}}\,\,{\rm{HCl}}\) phản ứng. Hòa tan hết \({\rm{T}}\) vào dung dịch \({{\rm{H}}_2}{\rm{S}}{{\rm{O}}_4}\), thu được 24 gam muối sulfate và 3,715 lít khí \({\rm{S}}{{\rm{O}}_2}\) (ở đkc, là sản phẩm khử duy nhất của \({{\rm{H}}_2}{\rm{S}}{{\rm{O}}_4}\)). Giả thiết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Tổng số nguyên tử trong phân tử oxide kim loại ban đầu là

Đáp án: ……….

- Các phản ứng xảy ra hoàn toàn mà \({\rm{Y}} + {\rm{NaOH}} \to 0,075\) mol \({{\rm{H}}_2}\)

Þ Chứng tỏ sau phản ứng nhiệt nhôm vẫn còn dư \(0,05\;{\rm{mol}}\,{\rm{Al}}\)(bảo toàn electron)

Þ Hỗn hợp Y gồm: \({\rm{Al}}\) dư \(\left( {0,05} \right.\) mol); \({\rm{A}}{{\rm{l}}_2}{{\rm{O}}_3}\) và kim loại \({\rm{M}}\) (của oxide ban đầu).

Giả sử cần vừa đúng \(x\) mol \({\rm{NaOH}} + {\rm{Y}} \to x\) mol \({\rm{NaAl}}{{\rm{O}}_2} \Rightarrow {\rm{Z}}\) còn chứa lượng dư \(0,2x\;{\rm{mol}}\,\,{\rm{NaOH}}\)

Dung dịch Z chứa \(\left\{ \begin{array}{l}NaAl{O_2}\,\,\,(x\,mol)\\NaOH\,\,\,\,\,\,(0,2x\,mol)\end{array} \right.\)

- Thấy 0,42 mol HCl phản ứng vừa đủ với dung dịch \(Z\)

\(\begin{array}{l}NaAl{O_2} + 4HCl \to NaCl + AlC{l_3} + 2{H_2}O\\x \to \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,4x\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,mol\\NaOH + HCl \to NaCl + {H_2}O\\0,2x \to 0,2x\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,mol\end{array}\)

Þ \(4x + 0,2x = 0,42 \Rightarrow x = 0,1\;{\rm{mol}}.\)

Theo đó, hỗn hợp Y gồm 0,05 mol Al + 0,025 mol \(A{l_2}{O_3}\)và ? mol M.

- Cho chất không tan T (kim loại M) vào dung dịch \({H_2}S{O_4}\)

\({\rm{M}} + {{\rm{H}}_2}{\rm{S}}{{\rm{O}}_4} \to 24\) gam \({{\rm{M}}_2}{\left( {{\rm{S}}{{\rm{O}}_4}} \right)_{\rm{n}}} + 0,15\;{\rm{mol}}\,\,{\rm{S}}{{\rm{O}}_2} \uparrow + {{\rm{H}}_2}{\rm{O}}\)

Chú ý:

 \( \Rightarrow {{\rm{m}}_{\rm{M}}} = 24 - 0,15 \cdot 96 = 9,6\,{\rm{gam}}{\rm{. }}\)

Áp dụng định luật bảo toàn electron ta có:

 \(\frac{{9,6}}{M} \cdot n = 0,15 \cdot 2 \Leftrightarrow M = 32n \to \left\{ \begin{array}{l}M = 64\\n = 2\end{array} \right.(Cu)\)

Số mol O trong hỗn hợp X là: \({n_O} = 3{n_{A{l_2}{O_3}}} = 3 \cdot 0,025 = 0,075\,mol\)

Þ \({n_{Cu}}:{n_O} = 0,15:0,075 = 2:1\)

Þ Oxide kim loại cần tìm là \({\rm{C}}{{\rm{u}}_2}{\rm{O}}\)

Þ Tổng số nguyên tử trong phân tử oxide \(C{u_2}O\)là 3. Đáp án: 3