Hòa tan hết 28,3 gam hỗn hợp X gồm Al(NO3)3, MgO, Mg và Al vào dung dịch gồm 0,05 mol KNO3.

* Hướng dẫn giải

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:

$$\begin{gathered} \mathrm{X}\left\{\begin{array}{l}\mathrm{Al}{\left({\mathrm{NO}}_3\right)}_3\\ \mathrm{MgO}\\ \mathrm{Mg}\\ \mathrm{Al}\end{array}+\left\{\begin{array}{l}{\mathrm{KNO}}_3\\ {\mathrm{H}}_2{\mathrm{SO}}_4\end{array}\to \mathrm{Y}\left\{\begin{array}{l}{\mathrm{Al}}^{3+}\\ {\mathrm{Mg}}^{2+}\\ {{\mathrm{NH}}_4}^{+}\\ {\mathrm{K}}^{+}\\ {{\mathrm{SO}}_4}^{2-}\end{array}\right.\right.\right.+\left\{\begin{array}{l}\mathrm{NO}\\ {\mathrm{H}}_2\end{array}+{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\right. \\ \downarrow +{\mathrm{KOH}}_{\max } \\ \mathrm{Mg}{\left(\mathrm{OH}\right)}_2\stackrel{\mathrm{Nung}}{\to }\mathrm{MgO} \end{gathered}$$

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: $\left\{\begin{array}{l}{\mathrm{n}}_{\mathrm{NO}}+{\mathrm{n}}_{{\mathrm{H}}_2}=\frac{7,84}{22,4}=0,35\\ 30{\mathrm{n}}_{\mathrm{NO}}+2{\mathrm{n}}_{{\mathrm{H}}_2}=0,35.7.2\end{array}\to \left\{\begin{array}{l}{\mathrm{n}}_{\mathrm{NO}}=0,15\\ {\mathrm{n}}_{{\mathrm{H}}_2}=0,2\end{array}\right.\right.$

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:

$$\begin{gathered} \mathrm{X}\left\{\begin{array}{l}\mathrm{Al}{\left({\mathrm{NO}}_3\right)}_3\\ \mathrm{MgO}\\ \mathrm{Mg}\\ \mathrm{Al}\end{array}+\left\{\begin{array}{l}{\mathrm{KNO}}_3 : 0,05\\ {\mathrm{H}}_2{\mathrm{SO}}_4 : 0,85\end{array}\to \mathrm{Y}\left\{\begin{array}{l}{\mathrm{Al}}^{3+} : \mathrm{a}\\ {\mathrm{Mg}}^{2+} : 0,5\\ {{\mathrm{NH}}_4}^{+} : \mathrm{b}\\ {\mathrm{K}}^{+} : 0,05\\ {{\mathrm{SO}}_4}^{2-} : 0,85\end{array}\right.\right.\right.+\left\{\begin{array}{l}\mathrm{NO} : 0,15\\ {\mathrm{H}}_2 : 0,2\end{array}+{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\right. \\ \downarrow +{\mathrm{KOH}}_{\max } : 1,85 \\ \mathrm{Mg}{\left(\mathrm{OH}\right)}_2\stackrel{\mathrm{Nung}}{\to }\mathrm{MgO} \end{gathered}$$

+) 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%.