Cho 5,64 gam hỗn hợp X gồm C, S và P tác dụng hết với lượng dư dung dịch HNO3 đặc nóng.

* Hướng dẫn giải

Đáp án A

Phương pháp giải:

- Thí nghiệm 1: $X\left\{\begin{array}{l}\mathrm{C} : \mathrm{x}\\ \mathrm{S} : \mathrm{y}\\ \mathrm{P} : \mathrm{z}\end{array} + {\mathrm{HNO}}_3\to \left\{\begin{array}{l}{\mathrm{H}}_2{\mathrm{SO}}_4\\ {\mathrm{H}}_3{\mathrm{PO}}_4\end{array}+\left\{\begin{array}{l}{\mathrm{NO}}_2\\ {\mathrm{CO}}_2\end{array}\right.\right.\right.$

Áp dụng bảo toàn e ⟹ phương trình (1).

- Thí nghiệm 2: $X\left\{\begin{array}{l}\mathrm{C} : \mathrm{x}\\ \mathrm{S} : \mathrm{y}\\ \mathrm{P} : \mathrm{z}\end{array} + {\mathrm{H}}_2\mathrm{SO}4\to \mathrm{dd}.\mathrm{Z}\left\{\begin{array}{l}{\mathrm{H}}_2{\mathrm{SO}}_4\\ {\mathrm{H}}_3{\mathrm{PO}}_4\end{array}+\left\{\begin{array}{l}{\mathrm{NO}}_2\\ {\mathrm{SO}}_2\end{array}\right.\right.\right.$

Áp dụng bảo toàn e ⟹ phương trình (2).

Từ khối lượng hỗn hợp ⟹ phương trình (3).

Giải hệ (1)(2)(3) được x; y; z.

- Xét dung dịch Z:

BTNT "S" → n_{H2SO4(dd Z)} = n_S + n_{H2SO4 ban đầu} - n_SO2 → n_BaSO4

BTNT "P" → n_{H3PO4(dd Z)} = n_P → n_Ba3(PO4)2

⟹ m ↓ = m_BaSO4 + m_Ba3(PO4)2.

Giải chi tiết:

- Thí nghiệm 1: $X\left\{\begin{array}{l}\mathrm{C} : \mathrm{x}\\ \mathrm{S} : \mathrm{y}\\ \mathrm{P} : \mathrm{z}\end{array} + {\mathrm{HNO}}_3\to \left\{\begin{array}{l}{\mathrm{H}}_2{\mathrm{SO}}_4 : \mathrm{y}\\ {\mathrm{H}}_3{\mathrm{PO}}_4 : \mathrm{z}\end{array}+1,3\mathrm{mol}\left\{\begin{array}{l}{\mathrm{NO}}_2 : 1,3-\mathrm{x}\\ {\mathrm{CO}}_2 : \mathrm{x}\end{array}\right.\right.\right.$

Áp dụng bảo toàn e: 4n_C + 6n_S + 5n_P = n_NO2 ⟹ 4x + 6y + 5z = 1,3 - x (1)

- Thí nghiệm 2: $X\left\{\begin{array}{l}\mathrm{C} : \mathrm{x}\\ \mathrm{S} : \mathrm{y}\\ \mathrm{P} : \mathrm{z}\end{array} + {\mathrm{H}}_2\mathrm{SO}4 0,7 \mathrm{mol}\to \mathrm{dd}.\mathrm{Z}\left\{\begin{array}{l}{\mathrm{H}}_2{\mathrm{SO}}_4\\ {\mathrm{H}}_3{\mathrm{PO}}_4\end{array}+0,7 \mathrm{mol}\left\{\begin{array}{l}{\mathrm{NO}}_2\\ {\mathrm{SO}}_2\end{array}\right.\right.\right.$

Áp dụng bảo toàn e: 4n_C + 6n_S + 5n_P = 2n_SO2 ⟹ 4x + 6y + 5z = 2.(0,7 - x) (2)

Mặt khác m_hh = 12x + 32y + 31z = 5,64 (3)

Giải hệ (1)(2)(3) được x = 0,1; y = 0,1; z = 0,04.

- Xét dung dịch Z:

BTNT "S" → n_{H2SO4(dd Z)} = n_S + n_{H2SO4 ban đầu} - n_SO2 = 0,2 mol → n_BaSO4 = 0,2 mol

BTNT "P" → n_{H3PO4(dd Z)} = n_P = 0,04 mol → n_Ba3(PO4)2 = 0,02 mol

⟹ m ↓ = 0,2.233 + 0,02.601 = 58,62 gam.