Cho m gam X gồm Mg, Fe tác dụng hết với dung dịch HNO₃ thu được dung dịch A chỉ chứa các muối và 1,792 lít ĐKTC hỗn hợp X gồm N₂, NO, N₂O, NO₂ trong đó N₂ và NO₂ có % thể tích bằng nhau có tỉ khối của Z so với heli bằng 8,375 (không còn sản phẩm khử nào khác). Điện phân dung dịch A đến khi catot bắt đầu có kim loại bám thì dùng điện phân, thể tích khí thu được ở anot 0,224 lít đktc. Nếu cho m gam X vào dung dịch E chứa FeCl₃ 0,8M và CuCl₂ 0,6M thì thu được dung dịch Y và 7,52 gam rắn gồm 2 kim loại. Cho dung dịch AgNO₃ dư vào Y thu được 29,07 gam kết tủa. Nhúng thanh Mg vào dung dịch E, sau một thời gian lấy thanh Mg ra cân lại thì thấy khối lượng tăng thêm 1,2 gam. Khối lượng Mg đã phản ứng là bao nhiêu?

Đáp án A

Mg a mol; Fe b mol

N₂ và NO₂ có % thể tích bằng nhau nên quy đổi hh khí về NO, N₂O

$\left\{\begin{array}{l}{n}_{NO}+{\mathrm{n}}_{{\mathrm{N}}_{2}O}=0,08\\ 30n_{NO}+44n{N}_{2}O=0,08.33,5=26,8 \end{array}\right.\to \left\{\begin{array}{l}{n}_{NO}=0,06\\ n_{N_{2}O}=0,02\end{array}\right.$

Dung dịch A gồm Mg2+; Fe3+, Fe2+, NO3-

Fe³⁺ + le → Fe²⁺       |    2H₂O → 4e + O₂ + 4H⁺

n Fe³⁺ = 0,04 mol

Bảo toàn e: 2a+ 2(b=0,04) + 0,04.3 = 0,06.3 + 0,02.8

$\left\{\begin{array}{l}Mgamol \\ Febmol \end{array}\right.+\left\{\begin{array}{l}FeC{l}_{3}0,8x \\ CuC{l}_{2}0,6x\end{array}\right.\to \mathrm{Dung}dich\mathrm{Y}+ 7,52g2kimloai$ ® 2 kim loại là Cu, Fe => Mg hết

ddY: Mg²⁺ : a mol ; Fe²⁺ : (1,8x -a) mol; Cl^- : 3,6x mol

Bảo toàn kim loại: 56b + 0,8x.56+ 0,6x.64 = 56.(1,8x-a) +7,52

56a+ 56b - 17,6x = 7,52

          Mg²⁺ a mol ;

ddY:  Fe²⁺ (1,8x –a);           +  dd AgNO₃

          Cl^- 3,6x

Fe²⁺ + Ag⁺ → Ag + Fe³⁺

Cl^- + Ag⁺ → AgCl

29,07 = 3,6x.143,5 + (1,8x-a).108

-108a + 711x = 29,07

 a = 0,06 mol; b = 0,09 mol; x=0,05 mol

m= 0,06.24 +0,09.56 = 6,48g

b/ dung dịch E chứa FeCl₃ 0,04 mol và CuCl₂ 0,03 mol

Mg→ 2e + Mg²⁺         |       Fe³⁺ + le → Fe²⁺

                                    |      Cu²⁺ + 2e → Cu

                                    |     Fe²⁺ + 2e → Fe

Do thanh Mg tăng => Cu²⁺ bị khử → Cu.

Giả sử Cu²⁺ hết

m_{Mg thay đổi} = 0,03.64 – 24.(0,03.2+ 0,04)/2 = 0,72g < 1,2g ® Fe²⁺ bị khử k (mol)

0,03.64 + k.56 - 24.(0,03.2 + 0,04 + 2k)/2= 1,2g

®  k = 0,015 mol ® m_{Mg phản ứng} = 24.(0,03.2 + 0,04 + 0,015.2)/2 = 1,56g