Cho m gam hỗn hợp A gồm Mg và Al có tỷ lệ mol 4:5 vào dung dịch HNO₃ 20%. Sau khi các kim loại tan hết có 6,72 lít hỗn hợp X gồm NO, N₂O, N₂ bay ra (đktc) và được dung dịch X₁. Thêm một lượng O₂ vừa đủ vào X, sau phản ứng được hỗn hợp khí Y. Dẫn Y từ từ qua dung dịch KOH dư, có 4,48 lít hỗn hợp khí Z đi ra (đktc). Tỉ khối của Z đối với H₂ bằng 20. Nếu cho dung dịch NaOH vào dung dịch X₁ thì lượng kết tủa lớn nhất thu được là (m + 39,1) gam. Biết HNO₃ dùng dư 20 % so với lượng cần thiết. Nồng độ % của Al(NO₃)₃ trong X₁ gần nhất với giá trị nào sau đây?

Đáp án : B

n _{hh X} = 6,72: 22,4 = 0,3 mol

n _{hh Z} = 4,48 : 22,4 = 0,2 mol

_{$\overline{M}$hh Z} = 20.2 = 40

Z gồm N₂ và N₂O

=> n _N2 = 0,05 mol

n _N2O = 0,15 mol

=> n _NO = n _X – n _Z = 0,1 mol

Mặt khác, có hh A (Mg, Al) => Kết tủa chứa Al(OH)₃ và Mg(OH)₂

m →                m+ 39,1

Gọi n _Mg = a mol => n _Al = 1,25a mol

m _{hh A} = 24a + 33,75a = 57,75 a = m

m↓ = 58a + 97,5 a = 57,75a + 39,1

<=> a = 0,4 mol

=> n _Mg = 0,4; n _Al = 0,5 mol

Mg →      Mg⁺² +    2e  

0,4                        0,8   

Al →   Al⁺³ +           3e   

0,5                        1,5   

N⁺⁵ +   10e → N₂

          0,5       0,05

N⁺⁵ +   8e →   N^-3

           8a        a

 N⁺⁵ +   3e →   N⁺²

      0,3       0,1

2N⁺⁵ + 8e → N₂O

     1,2       0,15

Bảo toàn electron, ta có: 0,8 + 1,5 = 0,3 + 1,2 + 0,5 + 8a

<=> 8a = 0,3

<=> a = 0,0375 mol

=> ∑ n _HNO3p.ư = n _{NO3 – (muối của KL)} + n _{N(sp khử)} + 2 n _NH4NO3

  = 2,3 + 0,1 + 0,15. 2 + 0,05. 2 + 0,0375. 2

  = 2,875 mol

=> n _{HNO3 t.t} = 3,45 mol => m_{dd HNO3} = (3,45. 63)/ 0,2 = 1086,75 g

=> m _{dd sau p.ư} = m _KL + m _HNO3 – n _khí

= 0,4. 24 + 0,5. 27 + 1086,75 – 0,1. 30 – 0,05. 28 – 0,15. 44

= 1098,85 gam

C% _Al(NO3)3 = 106,5 : 1098,85 = 9,7%