Cho 19,55 gam hỗn hợp X gồm Zn, ZnO, Mg, MgCO₃ vào dung dịch chứa 108,8 gam KHSO₄ và 9,45 gam HNO₃ đến phản ứng hoàn toàn thu được dung dịch Y chỉ chứa các muối trung hòa có khối lượng 125,75 gam và 2,24 lít (đktc) hỗn hợp khí Z gồm hai khí, tỉ khối của Z so với H₂ bằng 22. Cho dung dịch NaOH đến dư vào dung dịch Y, lấy kết tủa nung ngoài không khí đến khối lượng không đổi, thu được 10 gam chất rắn khan. Phần trăm khối lượng của Zn có trong hỗn hợp X là

Đáp án B

Ta có: n_KHSO4 = 0,8 mol và n_HNO3 = 0,15 mol

Ta có: M_Z = 44 g/mol suy ra Z gồm 2 khí là CO₂ và N₂O

Bảo toàn khối lượng ta có: m_X + m_KHSO4 + m_HNO3 = m_Y + m_Z + m_H2O

→ m_H2O = 19,55 + 108,8 + 9,45 - 125,75 - 0,1.44 = 7,65 gam → n_H2O = 0,425 mol

Bảo toàn nguyên tố H ta có: n_KHSO4+ n_HNO3 = 4.n_NH4++ 2.n_H2O

Suy ra n_NH4+ = 0,025 mol

Cho dung dịch NaOH đến dư vào dung dịch Y, lấy kết tủa nung ngoài không khí đến khối lượng không đổi, thu được 10 gam chất rắn khan. Chất rắn khan đó là MgO suy ra m_MgO = 10 gam.

Ta có: n_MgO = 0,25 mol

Vậy dung dịch Y gồm Mg²⁺ (0,25 mol), K⁺ (0,8 mol), SO₄^2- (0,8 mol), Zn²⁺ (a mol), NH₄⁺ (0,025 mol) và NO₃^- (b mol)

Áp dụng định luật bảo toàn điện tích ta có:

0,25.2 + 0,8 + 2a + 0,025 = b + 0,8.2

Ta có: khối lượng muối trong dung dịch Y là:

m_muối = 0,25.24 + 0,8.39 + 0,8.96 + 65a + 18.0,025 + 62b = 127,75

Giải hệ trên ta có: a = 0,15 và b = 0,025

Bảo toàn nguyên tố N ta tìm được n_N2O = 0,05 mol suy ra n_CO2 = 0,05 mol

Ta có: n_H+ = 0,8 + 0,15 = 10.n_N2O + 10.n_NH4+ + 2.n_O suy ra n_O = 0,1 mol

Ta có: n_O = n_ZnO + n_MgCO3 suy ra n_ZnO = 0,05 mol

Bảo toàn nguyên tố Zn suy ra n_Zn = 0,1 mol Suy ra %m_Zn = 33,25%