Cho m gam hỗn hợp X gồm MgO, CuO, MgS và Cu₂S (oxi chiếm 30% khối lượng) tan hết trong dung dịch H₂SO₄ và NaNO₃, thu được dung dịch Y chỉ chứa 4m gam muối trung hòa và 2,016 lít (đktc) hỗn hợp khí Z gồm NO₂, SO₂ (không còn sản phẩm khử khác). Cho Y tác dụng vừa đủ với dung dịch Ba(NO₃)₂, được dung dịch T và 27,96 gam kết tủa. Cô cạn T được chất rắn M. Nung M đến khối lượng không đổi, thu được 8,064 lít (đktc) hỗn hợp khí Q (có tỉ khối so với H₂ bằng 19,5. Giá trị của m gần giá trị nào nhất sau đây?

Đáp án D

Quy X về Mg, Cu, O và S.

Do không còn sản phẩm khử nào khác

⇒ Y không chứa NH₄⁺.

Dễ thấy T chỉ chứa các muối nitrat

⇒ Q gồm NO₂ và O₂.

Giải hệ có:

n_NO2 = n_O2 = 0,18 mol. Lại có:

► 2Mg(NO₃)₂  2MgO + 4NO₂ + O₂

 2Cu(NO₃)₂  2CuO + 4NO₂ + O₂

2NaNO₃  2NaNO₂ + O₂.

⇒ n_O2/NaNO3 = ∑n_O2 - n_NO2 ÷ 4

= 0,135 mol

⇒ n_NaNO3 = 0,27 mol.

Bảo toàn nguyên tố Nitơ:

⇒ ∑n_N/T = 0,18 + 0,27 = 0,45 mol.

Lại có: n_Ba(NO3)2 = n_BaSO4 = 0,12 mol.

Bảo toàn nguyên tố Nitơ:

● n_NO3^–_/Y = 0,45 - 0,12 × 2 = 0,21 mol 

 n_Na⁺ = n_{NaNO3 ban đầu} = 0,27 mol;

 n_SO4^2– = n_BaSO4 = 0,12 mol.

Bảo toàn nguyên tố Nitơ:

n_NO2/Z = 0,27 - 0,21 = 0,06 mol

⇒ n_SO2 = 0,09 - 0,06 = 0,03 mol.

► Dễ thấy:

∑n_e(Mg, Cu) = 2∑n(Mg, Cu)

= ∑n_{điện tích}(Mg, Cu)/Y

= 0,12 × 2 + 0,21 - 0,27 = 0,18 mol.

m_O/X = 0,3m ⇒ n_O/X = 0,01875m (mol)

⇒ Bảo toàn electron:

∑n_e(Mg, Cu) + 6n_S = 2n_O + n_NO2 + 2n_SO2

⇒ n_S/X = (0,00625m - 0,01) mol

⇒ ∑m(Mg, Cu) = m - 0,3m

- 32(0,00625m - 0,01) 

= (0,5m + 0,32) (g).

⇒ m_muối/Y = 4m (g)

= 0,5m + 0,32 + 0,27 × 23

+ 0,21 × 62 + 0,12 × 96

⇒ m = 8,88(g)