Cho 33,84 gam hỗn hợp X gồm Mg và Fe vào dung dịch chứa a mol Cu(NO3 ) 2, khuấy đều, sau một thời gian, thu được dung dịch Y và 38,24 gam chất rắn Z. Cho Y tác dụng hết với lượng dư dung dịch NaOH, toàn bộ lượng kết tủa thu được đem nung trong không khí đến khối lượng không đổi, thấy còn lại 16 gam chất rắn khan. Xác định giá trị lớn nhất của a có thể đạt được. Trong trường hợp a có giá trị lớn nhất, nếu cho 19,12 gam chất Z phản ứng hết với axit H2SO4 đặc dư, thu được 10,752 lít khí SO2. Xác định khối lượng Mg trong X. Cho rằng SO2 là sản phẩm khử duy nhất.

Đây là dạng câu hỏi tính toán hóa học cơ bản. Trước hết cần xác định dữ kiện đề bài đang cho dưới dạng khối lượng, số mol hoặc thể tích khí, sau đó chọn công thức phù hợp để tìm kết quả.

Nhận xét: 33,84 g X > 16 g rắn → Kim loại còn dư Giả sử n Mg pứ = x mol; n Fe pứ = y mol Mg+ Cu(NO3 ) 2 → Mg(NO3 ) 2+ Cu Fe+ Cu(NO3 ) 2 → Fe(NO3 ) 2+ Cu Khối lượng chất rắn tăng là (64-24)x+ (64-56)y= 38,24 – 33,84 (1) 16 gam chất rắn chứa x mol MgO, 0,5y mol Fe2O3 và a-x-y mol CuO → 40x+ 160.0,5y+ 80. (a-x-y)= 16 (2)

Từ (1) và (2) ta có: 10a+ y= 2,55 Ta có a max khi y= 0. Khi đó a max = 0,255 Giá trị a đạt max thì Fe chưa tham gia phản ứng. Giả sử số mol Mg dư là z mol Lập hệ phương trình theo đề bài và tìm ra x, y, z Nhận xét: 33,84 g X > 16 g rắn → Kim loại còn dư Giả sử n Mg pứ = x mol; n Fe pứ = y mol Mg+ Cu(NO3 ) 2 → Mg(NO3 ) 2+ Cu Fe+ Cu(NO3 ) 2 → Fe(NO3 ) 2+ Cu Khối lượng chất rắn tăng là (64-24)x+ (64-56)y= 38,24 – 33,84 (1) 16 gam chất rắn chứa x mol MgO, 0,5y mol Fe2O3 và a-x-y mol CuO → 40x+ 160.0,5y+ 80. (a-x-y)= 16 (2)

Từ (1) và (2) ta có: 10a+ y= 2,55 Ta có a max khi y= 0. Khi đó a max = 0,255 Giá trị a đạt max thì Fe chưa tham gia phản ứng. Giả sử số mol Mg dư là z mol 19,12 gam Z cho 0,48 mol SO2 → 38,24 gam Z cho 0,96 mol SO2 Z chứa Mg dư: z mol; Cu: x mol; Fe: y mol

Ta có: 24z+ 64x+ 56y= 38,24 2z+ 2x+ 3y= 2.0,96 24. (x+z)+ 56y= 33,84 Giải hệ trên ta có x = 0,11; y = 0,54; z= 0,04→ X chứa 0,15 mol Mg và 0,54 mol Fe →%m Mg =10,64%; %m Fe = 89,36%

Đáp án B

Từ phân tích trên, đáp án đúng là B. a max = 0,155; %m Mg =10,64%.