Hòa tan hết 28,3 gam hỗn hợp X gồm Al(NO3)3, MgO, Mg và Al

Đáp án A

Phương pháp giải:

Từ tổng số mol khí và tỉ khối của khí so với H₂ ⟹ n_NO và n_H2.

Chất rắn sau khi nung đến khối lượng không đổi là MgO ⟹ n_MgO ⟹ n_Mg²⁺_{(dd Y)}.

Phản ứng sinh ra H₂ nên dung dịch Y không còn NO₃^-; phản ứng có khả năng sinh ra muối NH₄⁺.

Sơ đồ tóm tắt:

$\begin{array}{l}X\left\{\begin{array}{l}Al{\left(N{O}_3\right)}_3\\ MgO\\ Mg\\ Al\end{array}\right.+\left\{\begin{array}{l}KN{O}_3\\ H_{2}S{O}_4\end{array}\right.\to Y\left\{\begin{array}{l}A{l}^{3+}\\ M{g}^{2+}\\ N{H}_4^{+}\\ K^{+}\\ S{O}_4^{2-}\end{array}\right.+\left\{\begin{array}{l}NO\\ H_2\end{array}\right.+H_{2}O\\ \downarrow +KO{H}_{\max }\\ Mg{\left(OH\right)}_2\stackrel{Nung}{\to }MgO\end{array}$

Vận dụng các định luật bảo toàn điện tích, bảo toàn nguyên tố để xác định số mol Al trong hỗn hợp X.

Giải chi tiết:

Tính số mol mỗi khí: $\left\{\begin{array}{l}{n}_{NO}+n_{H_2}=\frac{7,84}{22,4}=0,35\\ 30n_{NO}+2n_{H_2}=0,\mathrm{35.7.2}\end{array}\right.\to \left\{\begin{array}{l}{n}_{NO}=0,15\\ n_{H_2}=0,2\end{array}\right.$

Chất rắn sau khi nung đến khối lượng không đổi là MgO ⟹ n_MgO = 20/40 = 0,5 mol.

BTNT "Mg" ⟹ n_Mg²⁺_{(dd Y)} = n_MgO = 0,5 mol.

Phản ứng sinh ra H₂ nên dung dịch Y không còn NO₃^-; phản ứng có khả năng sinh ra muối NH₄⁺.

Sơ đồ tóm tắt:

$\begin{array}{l}\underset{28,3\left(g\right)}{\underbrace{X}}\left\{\begin{array}{l}Al{\left(N{O}_3\right)}_3\\ MgO\\ Mg\\ Al\end{array}\right.+\left\{\begin{array}{l}KN{O}_3:0,05\\ H_{2}S{O}_4:0,85\end{array}\right.\to Y\left\{\begin{array}{l}A{l}^{3+}:a\\ M{g}^{2+}:0,5\\ N{H}_4^{+}:b\\ K^{+}:0,05\\ S{O}_4^{2-}:0,85\end{array}\right.+\left\{\begin{array}{l}NO:0,15\\ H_2:0,2\end{array}\right.+H_{2}O\\ \downarrow +KO{H}_{\max }:1,85\\ Mg{\left(OH\right)}_2\stackrel{Nung}{\to }MgO\end{array}$

+) BTĐT dd Y: 3a + 2.0,5 + b + 0,05 = 2.0,85 (1)

+) m_{muối (dd Y)} = 27a + 24.0,5 + 18b + 39.0,05 + 96.0,85 = 101,85 (2)

Giải hệ (1) (2) được a = 0,2 và b = 0,05.

+) BTNT "N" ⟹ n_Al(NO3)3 = (n_NH4⁺ + n_NO - n_KNO3)/3 = 0,05 mol.

+) BTNT "Al" ⟹ n_Al = n_Al³⁺_{(dd Y)} - n_Al(NO3)3 = 0,15 mol.

⟹ %m_Al = $\frac{0,15.27}{28,3}.100\%$  = 14,31%.