Quảng cáo
3 câu trả lời 24
Gọi kim loại có nguyên tử khối nhỏ hơn là X (chu kì n), kim loại còn lại là Y (chu kì n+1). Số mol của hỗn hợp X, Y là a mol.
Phương trình phản ứng chung 2M + 2H₂O → 2MOH + H₂ (M là kim loại kiềm tổng quát)
Tính số mol H₂
n(H₂) = 2,8 / 22,4 = 0,125 mol
Từ phương trình phản ứng, ta thấy: n(hỗn hợp kim loại) = 2 * n(H₂) = 2 * 0,125 = 0,25 mol
Gọi M₁ là nguyên tử khối của X, M₂ là nguyên tử khối của Y. Ta có hệ phương trình:
a * M₁ + a * M₂ = 7,35
a = 0,25
Từ phương trình thứ hai, ta có a = 0,25. Thay vào phương trình thứ nhất: 0,25 * M₁ + 0,25 * M₂ = 7,35 ⇒ M₁ + M₂ = 29,4
Vì X và Y là hai kim loại kiềm ở hai chu kì liên tiếp nên ta có thể thử các cặp kim loại sau:
Li (M₁ = 7) và Na (M₂ = 23): 7 + 23 = 30 (loại)
Na (M₁ = 23) và K (M₂ = 39): 23 + 39 = 62 (loại)
K (M₁ = 39) và Rb (M₂ = 85,5): 39 + 85,5 = 124,5 (loại)
Kết luận: Từ các cặp kim loại trên, không có cặp nào thỏa mãn điều kiện M₁ + M₂ = 29,4.
n(H₂) = V/22.4 = 2.8/22.4 = 0.125 mol
2M + 2H₂O → 2MOH + H₂ (M là kim loại kiềm trung bình của X và Y)
Từ phương trình, ta thấy: n(M) = 2 * n(H₂) = 0.125 * 2 = 0.25 mol
M(M) = m(M) / n(M) = 7.35 / 0.25 = 29.4 g/mol
Vì X và Y là hai kim loại kiềm ở hai chu kì liên tiếp nên ta có thể xét các cặp kim loại sau:
Li (7) và Na (23)
Na (23) và K (39)
K (39) và Rb (85.5)
Ta thấy cặp Na (23) và K (39) có khối lượng mol trung bình gần với giá trị tính được (29.4 g/mol).
Gọi số mol của Na và K lần lượt là x và y
Ta có hệ phương trình:
x + y = 0.25
23x + 39y = 7.35
Giải hệ phương trình, ta được:
x ≈ 0.18 mol (Na)
y ≈ 0.07 mol (K)
Tính khối lượng KOH (chất tan có phân tử khối lớn nhất) m(KOH) = n(K) * M(KOH) = 0.07 * 56 = 3.92 gam
Khối lượng H₂O tham gia phản ứng: m(H₂O) = 2 * n(H₂) * M(H₂O) = 0.125 * 2 * 18 = 4.5 gam
Khối lượng dung dịch: m(dd) = m(kim loại) + m(H₂O) - m(H₂) = 7.35 + 4.5 - 0.125*2 = 11.65 gam
C%(KOH) = (m(KOH) / m(dd)) * 100% = (3.92 / 11.65) * 100% ≈ 33.64%
C% của chất tan có phân tử khối lớn nhất (KOH) là 33.64%.
Vậy, hai kim loại X và Y lần lượt là Na và K, và nồng độ phần trăm của KOH trong dung dịch là 33.64%.
Để giải bài toán này, ta sẽ tiến hành theo các bước sau:
1. **Xác định công thức chung**:
Các nguyên tố ở nhóm IA trong bảng tuần hoàn là các kim loại kiềm, thường có công thức chung là \( XY \) (trong đó \( X \) và \( Y \) là hai nguyên tố kiềm khác nhau). Khi hòa tan vào nước, phản ứng sẽ cho ra dung dịch bazơ và khí hidro.
2. **Phân tích thông tin**:
- Hỗn hợp có khối lượng \( 7,35 \) gam.
- Sau phản ứng thu được \( 2,8 \) lít \( H_2 \) ở điều kiện tiêu chuẩn (đktc).
3. **Tính số mol của \( H_2 \)**:
\[
n(H_2) = \frac{V}{22,4} = \frac{2,8}{22,4} \approx 0,125 \text{ mol}
\]
4. **Tính số mol các kim loại**:
Mỗi nguyên tố kiềm (X và Y) khi phản ứng với nước sẽ sản sinh ra \( H_2 \):
\[
2M + 2H_2O \rightarrow 2MOH + H_2
\]
Từ đây, thấy được rằng 1 mol Nguyên tố sẽ sinh ra 1 mol \( H_2 \). Do đó, tổng số mol kim loại (X và Y) phản ứng với nước là \( 0,125 \) mol \( H_2 \).
5. **Mối quan hệ giữa khối lượng và số mol**:
Giả sử khối lượng mol của X là \( M_X \) và Y là \( M_Y \), ta có:
\[
n(X) + n(Y) = 0,125
\]
\[
\frac{m_X}{M_X} + \frac{m_Y}{M_Y} = 0,125
\]
với \( m_X + m_Y = 7,35 \).
Ta có hệ phương trình:
\[
m_X + m_Y = 7,35
\]
\[
\frac{m_X}{M_X} + \frac{m_Y}{M_Y} = 0,125
\]
6. **Tính khối lượng và phân tử khối của hỗn hợp**:
Với các nguyên tố phân bố đều trong 2 chu kỳ. Cụ thể M_X và M_Y có thể là \( 23 \, (Na) \) và \( 39 \, (K) \), hoặc những nguyên tố khác.
**Giải hệ:**
- Gọi \( m_X = x \) và \( m_Y = 7.35 - x \).
\[
\frac{x}{M_X} + \frac{7.35 - x}{M_Y} = 0,125
\]
Nếu chúng ta thử nghiệm với 1 số giá trị cho M_X (23) và M_Y (39):
Ví dụ:
- \( M_X = 23 \):
\[
\frac{x}{23} + \frac{7,35 - x}{39} = 0,125
\]
- Biến đổi sẽ dẫn đến phương trình bậc nhất mà ta có thể giải để tìm \( m_X \) và \( m_Y \).
7. **Tính % khối lượng của chất tan có phân tử khối lớn nhất**:
Tùy vào kết quả khối lượng, thì % sẽ được tính bằng:
\[
\text{%C lớn nhất} = \frac{m_{max}}{7,35} \times 100\%
\]
Tính toán và thay thế các giá trị M_X và M_Y cho đến khi có được một giá trị hợp lý và tổng thành phẩm 7,35g với H2=0.125 mol.
**Kết quả cuối cùng sẽ là % chất tan với phân tử khối lớn nhất trong hỗn hợp, tiếp theo đó các giai đoạn hướng dẫn tính toán chi tiết hơn sẽ tùy thuộc vào các giá trị kim loại được đề cập (Na, K, Rb, Cs).**
Nếu bạn cần thêm thông tin hay giải thích ở từng phần nào, hãy cho mình biết nhé!
Quảng cáo
Câu hỏi hot cùng chủ đề
-
Hỏi từ APP VIETJACK5 177581
-
Hỏi từ APP VIETJACK134939
-
127680
-
Hỏi từ APP VIETJACK31038
-
Hỏi từ APP VIETJACK6 27689