Gọi a, b là mol Fe, M trong 21,6g X.

 TH1: M > H 

$n_{H_2}= 0,5 mol$

Bảo toàn e: $2a+nb=0,5.2=1$      (1) 

$n_{Cl_2}= 0,65 mol$ 

Bảo toàn e: $3a+nb=0,65.2=1,3$ (2)

(1)(2) $\Rightarrow a=0,3; nb=0,4$

$\Leftrightarrow b=\frac{0,4}{n}$

$m= 21,6g \Rightarrow 56.0,3+\frac{0,4M}{n}= 21,9$

$\Leftrightarrow M=12,75n$ (loại vì không có M t/m) 

TH2: M < H 

$\Rightarrow n_{Fe}= n_{H_2}= 0,5 mol$

$3n_{Fe}+n.n_M=0,65.2=1,3$

$\Rightarrow n_M=\frac{1,3-0,5.3}{n}=\frac{-0,2}{n}$ (loại) 

Vậy không có M thoả mãn.

Đáp án: Cu

Giải thích các bước giải:

nH2=0,1;nNO=0,4.nH2=0,1;nNO=0,4.Gọi n là hóa trị của M.

Căn cứ vào 4 đáp án ta có 2 trường hợp:

+ M là kim loại đứng trước H trong dãy hoạt động hóa học. Khi đó cả M và Fe có phản ứng với dung dịch HCl. Vì hóa trị của M không đổi nên sự chênh lệch về số electron trao đổi trong hai lần thí nghiệm là do sắt có hai mức hóa trị là II và III.

Áp dụng định luật bảo toàn mol electron:

- Khi hòa tan hỗn hợp vào dung dịch HCl, ta có: 2nFe+n.nM=2nH22nFe+n.nM=2nH2

- Khi hòa tan hỗn hợp vào dung dịch HNO₃, ta có: 3nFe+n.nM=3nNO3nFe+n.nM=3nNO

Trừ hai vế của hai phương trình cho nhau, ta được:
nFe=3nNo-2nH2 =0,4
suy ra mFe=22,4gam>mFe=mM=15,2
suy ra vô lí
suy Bỏ hoặc loại

+ M là kim loại đứng sau H và trước Pt trong dãy hoạt động hóa học. Khi đó M không phản ứng được với dung dịch HCl và phản ứng được với dung dịch HNO₃. Áp dụng định luật bảo toàn mol electron:

- Khi hòa tan hỗn hợp vào dung dịch HCl, ta có:
2nFe=2nH2 suy ra nFe =0,1 suy ra mM=mx-mFe=9,6
-Khi hòa tan hỗn hợp vào dd HNO3 Có
3nFe+n.nM=3nNo suy ra n.nM=3(nNo-nFe)=0,3
Hay n.9,6^M=0,3 suy ra M= 32n suy ra
n=2
M=64
suy ra là Cu