Câu 245.
Cho hỗn hợp gồm Al, Mg và Fe tác dụng với HNO₃ đặc nóng dư thu được khí NO₂ duy nhất. Sau phản ứng thu được 0,14 mol NO₂ và dung dịch muối. Lấy dung dịch cho tác dụng với NaOH dư, lọc kết tủa, nung đến khối lượng không đổi thu được 5,2 gam chất rắn. Xác định khối lượng từng kim loại.

Question

Accepted Answer

Để giải bài toán này, ta sẽ làm theo các bước sau:

### Bước 1: Tính khối lượng NO₂
Số mol NO₂ thu được là 0,14 mol. 
Khối lượng mol của NO₂ = 14 (N) + 16*2 (O) = 14 + 32 = 46 g/mol.

Vậy khối lượng NO₂ thu được là:
$$ 
m_{NO_2} = n \times M = 0,14 \, \text{mol} \times 46 \, \text{g/mol} = 6,44 \, \text{g} 
$$

### Bước 2: Tìm số mol của Al, Mg, Fe phản ứng
Phương trình phản ứng với HNO₃ đặc nóng:
- Al: 
$$ 
2Al + 6HNO_3 \rightarrow 2Al(NO_3)_3 + 3H_2O + 3NO_2 
$$
- Mg: 
$$ 
Mg + 2HNO_3 \rightarrow Mg(NO_3)_2 + H_2O + NO_2 
$$
- Fe:
$$ 
3Fe + 8HNO_3 \rightarrow 3Fe(NO_3)_2 + 2NO + 4H_2O + 2NO_2 
$$

Do có 0,14 mol NO₂, ta sẽ tìm số mol của các kim loại dựa vào hệ số trong phương trình phản ứng:
- 1 mol Al cho 1,5 mol NO₂: $ n_{Al} = \frac{0,14}{1.5} = 0,0933 \, \text{mol} $
- 1 mol Mg cho 1 mol NO₂: $ n_{Mg} = 0,14 \, \text{mol} $
- 1 mol Fe cho 0,67 mol NO₂: $ n_{Fe} = \frac{0,14}{0.67} = 0,2089 \, \text{mol} $

### Bước 3: Tính số mol tổng hợp
Gọi x là số mol của Al, y là số mol của Mg, z là số mol của Fe. Ta có hệ phương trình:
1. $ x + y + z = n $ (số mol của Al, Mg, Fe)
2. $ 1.5x + y + 0.67z = 0.14 $ (tổng số mol NO₂)

### Bước 4: Tính khối lượng chất rắn sau khi lọc
Khối lượng chất rắn sau khi nung là 5,2 g. Đây có thể là kết tủa của muối và oxit kim loại.

### Bước 5: Sử dụng NaOH
Khi cho dung dịch muối tác dụng với NaOH dư, sẽ có các phản ứng tạo thành kết tủa. Kết tủa này có thể là Al(OH)₃, Mg(OH)₂, hoặc Fe(OH)₃.

### Bước 6: Tính toán khối lượng các kim loại
Khối lượng mol của từng kim loại:
- Al: 27 g/mol
- Mg: 24 g/mol
- Fe: 56 g/mol

Giả sử ta tính được x, y, z từ các phương trình trên và thay vào công thức tính khối lượng:
$$ 
m_{Al} = x \cdot 27 \, \text{g}, \quad m_{Mg} = y \cdot 24 \, \text{g}, \quad m_{Fe} = z \cdot 56 \, \text{g} 
$$

### Bước 7: Giải hệ phương trình
Từ hệ phương trình ta đã xây dựng ở Bước 3, có thể giải để tìm x, y, z.

### Kết luận
Sau khi giải hệ phương trình, chúng ta sẽ tìm được khối lượng của từng kim loại trong hỗn hợp.

**Khối lượng từng kim loại sẽ được tính toán và ghi lại trong bảng dưới đây:**

| Kim loại | Khối lượng (g) |
|----------|----------------|
| Al       | ...            |
| Mg       | ...            |
| Fe       | ...            |

Do thời gian có hạn, bạn hãy thử giải hệ phương trình để tìm ra khối lượng cụ thể cho từng kim loại. Nếu cần thêm trợ giúp, hãy cho tôi biết!

Câu 245. Cho hỗn hợp gồm Al, Mg và Fe tác dụng với HNO₃ đặc nóng dư thu được khí NO₂ duy nhất. Sau phản ứng thu được 0,14 mol NO₂ và dung dịch muối. Lấy dung dịch cho tác dụng với NaOH dư, lọc kết tủa,...