Cho 3,52 gam hỗn hợp Z gồm hai kim loại Mg, Fe ở dạng bột vào 200 gam dung dịch Cu(NO3 ) 2 chưa rõ nồng độ. Sau phản ứng thu được 4,8 gam chất rắn T chứa tối đa hai kim loại và dung dịch V. Thêm NaOH dư vào dung dịch V rồi lọc lấy kết tủa, đem nung trong không khí đến khối lượng không đổi thu được 2 gam chất rắn (biết rằng các phản ứng đều xảy ra hoàn toàn). Xác định nồng độ phần trăm của các chất tan có trong dung dịch V?

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.

Các phương trình hóa học có thể xảy ra: Mg+ Cu(NO3 ) 2 → Mg(NO3 ) 2+ Cu (1) Fe+ Cu(NO3 ) 2 → Fe(NO3 ) 2+ Cu (2)+ Nếu Mg dư → Hỗn hợp T có 3 kim loại ( trái giả thiết).+ Nếu cả Mg, Fe cùng phản ứng hết → Toàn bộ kim loại đi vào dung dịch V và chuyển hết vào ôxit → Khối lượng ôxit phải lớn hơn 3,52 gam →Trái giả thiết

Vậy: Mg đã phản ứng hết, Fe có thể chưa phản ứng hoặc chỉ phản ứng một phần. Mg(NO3 ) 2+ 2NaOH → Mg(OH) 2+ 2 NaNO3 (3) Fe(NO3 ) 2+ 2NaOH → Fe(OH) 2+ 2 NaNO3 (4) Mg(OH) 2 → MgO+ H2O (5) 4Fe(OH) 2+ O2 → 2Fe2O3+ 4H2O (6) Gọi số mol Mg ban đầu là x mol, số mol Fe ban đầu là y mol, số mol Fe phản ứng là z mol ( x, y > 0; z lớn hơn hoặc bằng 0, y>z )

Theo phương trình (1), (2) ta có: 24x+ 56y = 3,52 64(x+ z)+ 56(y- z) = 4,8

Từ (1), (2), (3),(4), (5), (6) ta có 40x+ 80z = 2 Ta có hệ phương trình 24x+ 56y = 3,52 64x+ 56y+ 8z = 4,8 40x+ 80z = 2 Giải hệ ta được: x, y, z Dung dịch V gồm: Mg(NO3 ) 2; Fe(NO3 ) 2: C\% _Mg(NO3)2 = m Mg(NO3)2.100\% m_dd, C\% _Fe(NO3)2 = m Fe(NO3)2.100\% m_dd Các phương trình hóa học có thể xảy ra: Mg+ Cu(NO3 ) 2 → Mg(NO3 ) 2+ Cu (1) Fe+ Cu(NO3 ) 2 → Fe(NO3 ) 2+ Cu (2)+ Nếu Mg dư → Hỗn hợp T có 3 kim loại ( trái giả thiết).+ Nếu cả Mg, Fe cùng phản ứng hết → Toàn bộ kim loại đi vào dung dịch V và chuyển hết vào ôxit → Khối lượng ôxit phải lớn hơn 3,52 gam →Trái giả thiết

Vậy: Mg đã phản ứng hết, Fe có thể chưa phản ứng hoặc chỉ phản ứng một phần. Mg(NO3 ) 2+ 2NaOH → Mg(OH) 2+ 2 NaNO3 (3) Fe(NO3 ) 2+ 2NaOH → Fe(OH) 2+ 2 NaNO3 (4) Mg(OH) 2 → MgO+ H2O (5) 4Fe(OH) 2+ O2 → 2Fe2O3+ 4H2O (6) Gọi số mol Mg ban đầu là x mol, số mol Fe ban đầu là y mol, số mol Fe phản ứng là z mol ( x, y > 0; z lớn hơn hoặc bằng 0, y>z )

Theo phương trình (1), (2) ta có: 24x+ 56y = 3,52 64(x+ z)+ 56(y- z) = 4,8

Từ (1), (2), (3),(4), (5), (6) ta có 40x+ 80z = 2 Ta có hệ phương trình 24x+ 56y = 3,52 64x+ 56y+ 8z = 4,8 40x+ 80z = 2 Giải hệ ta được: x = 0,03 mol, y = 0,05 mol, z = 0,01 mol. Dung dịch V gồm: Mg(NO3 ) 2: 0,03 mol; Fe(NO3 ) 2:0,01 mol →Khối lượng của Mg(NO3 ) 2 là 4,44 gam và Khối lượng Fe(NO3 ) 2 là 1,8 gam. Tổng khối lượng dung dịch V là: 3,52+ 200 – 4,8 = 198,72 gam

Vậy C% của các chất tan trong dung dịch lần lượt là: C\% _Mg(NO3)2 = m Mg(NO3)2.100\% m_dd = (4,44.100\% )/(198,72) = 2,23\% C\% _Fe(NO3)2 = m Fe(NO3)2.100\% m_dd = (1,8.100\% )/(198,72) = 0,91\%

Đáp án D

Từ phân tích trên, đáp án đúng là D. 2,23%; 0,91%.