Hỗn hợp D gồm sắt và một kim loại M có hóa trị II. Hòa tan 9,6g hỗn hợp D vào dung dịch HCl dư thì thu được 4,48 lít khí (đktc). Mặt khác khi hòa tan hoàn toàn 4,6g kim loại M vào dung dịch HCl dư thì thế tích H2 sinh ra chưa đến 5,6 lít (đktc). Xác định kim loại M và tính khối lượng mỗi kim loại có trong hỗn hợp.
Gọi $n_{Fe} = a(mol) ; n_M = b(mol) \Rightarrow 56a + Mb = 9,6(1)$
$Fe + 2HCl \to FeCl_2 + H_2$
$M + 2HCl \to MCl_2 + H_2$
$n_{H_2} =a + b = 0,2 \Rightarrow a = 0,2 - b$
Ta có :
$56a + Mb = 9,6$
$⇔ 56(0,2 - b) + Mb = 9,6$
$⇔ Mb - 56b = -1,6$
$⇔ b(56 - M) = 1,6$
$⇔ b = \dfrac{1,6}{56 - M}$
Mà $0 < b < 0,2$
Suy ra : $0 < \dfrac{1,6}{56 - M} < 0,2$
$⇔ M < 48(1)$
$M + 2HCl \to MCl_2 + H_2$
$n_M = n_{H_2} < \dfrac{5,6}{22,4} = 0,25$
$\Rightarrow M_M > \dfrac{4,6}{0,25} = 18,4$
+) Nếu $M = 24(Mg)$
Ta có :
$56a + 24b = 9,6$
$a + b = 0,2$
Suy ra a = 0,15 ; b = 0,05
$m_{Fe} = 0,15.56 = 8,4(gam)$
$m_{Mg} = 0,05.24 = 1,2(gam)$
+) Nếu $M = 40(Ca)$
$56a + 40b = 9,6$
$a + b = 0,2$
Suy ra a = b = 0,1
$m_{Ca} = 0,1.40 = 4(gam)$
$m_{Fe} = 0,1.56 = 5,6(gam)$