Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm Fe và kim loại M (chỉ có hóa trị II) trong dung dịch H₂SO₄ đặc, nóng thu được 6,72 lít khí SO₂ (đktc); 5,76 gam S (không có sản phẩm khử nào khác) và dung dịch X chứa 105,6 gam muối Fe₂(SO₄)_; MSO₄. Mặt khác, nếu hòa tan hết m gam X ban đầu với dung dịch HCl dư thu được 16,128 lít khí H₂(đktc). Kim loại M là

Trả lời:

n_SO2(đktc) = 6,72/22,4 = 0,3 (mol); n_S = 5,76/32 = 0,18 (mol)

Đặt số mol Fe = a (mol) và M = b (mol)

BTNT “Fe”: n_Fe2(SO4)3 = 1/2 n_Fe = 0,5a (mol)

BTNT “M”: n_MSO4 = n_M = b (mol)

Xét hh X tác dụng với H₂SO₄ đặc, nóng

Hệ phương trình:

\[\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{BTe:3{n_{Fe}} + 2{n_M} = 2{n_{S{O_2}}} + 6{n_s}}\\{m\,muoi:{m_{F{e_2}}}{{\left( {S{O_4}} \right)}_3} + {m_{M\,SO_4^{}}} - {m_{muoi}}}\end{array}} \right.\]

\[ \Rightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{3a + 2b = 2.0,3 + 6.0,18}\\{400.0,5a + \left( {M + 96} \right)b = 105,6}\end{array}} \right.\]

\[ \Rightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{3a + 2b = 1,68\,\,(1)}\\{200a + \left( {M + 96} \right)b = 105,6\,\,(2)}\end{array}} \right.\]

Xét hh tác dụng với HCl dư; n_H2(đktc) = 16,128/22,4 = 0,72 (mol)

TH₁: Chỉ có Fe tác dụng, M đứng sau H trong dãy điện hóa học nên không phản ứng

BTe ta có:

2n_Fe = 2n_H2 

⟹ n_Fe = n_H2 = 0,72 (mol)

⟹ a = 0,72 (mol)

⟹ thay a vào (1) ⟹ b = -0,24 ⟹ loại

TH₂: Cả Fe và M cùng tác dụng với dd HCl

BT e ta có: 2n_Fe + 2n_M = 2n_H2

⟹ a + b = 0,72 (3)

giải hệ (2) và (3) ta được a = 0,24 và b = 0,48

Thay a, b vào (2) ta có:

200.0,24 + (M+96).0,48 = 105,6

⟹ M = 24 (g/mol)

Vậy M là Mg

Đáp án cần chọn là: A