Hỗn hợp X gồm hai muối vô cơ khan, màu trắng X1 và X2, mỗi chất X1, X2 được tạo ra từ ba nguyên tố hóa học. X1 phản ứng với dung dịch NaOH tạo khí Y mùi khai, còn X2 không có phản ứng này. Thêm 7,35 gam X vào bình dung tích 1,49 Lít, rồi hút chân không. Làm nóng bình để xảy ra phản ứng giữa X1 và X2 (phản ứng 1). Sau khi phản ứng kết thúc, làm nguội bình về 25°C, áp suất khí trong bình là 1,0 bar. Trong bình có hỗn hợp khí X3 và một muối ngậm nước X4. Biết X3 chỉ chứa hai đơn chất có cùng số mol. Hòa tan hoàn toàn lượng X4 ở trên vào nước, cho tác dụng với lượng dư dung dịch AgNO3 được kết tủa trắng Z (phản ứng 2). Kết tủa này không tan trong dung dịch acid mạnh, nhưng tan trong dung dịch chứa Y. Mặt khác, khi hòa tan 7,35 gam X vào nước, không có kết tủa và không có khí tạo thành, tiếp tục thêm lượng dư dung dịch AgNO3 thì tạo ra 8,61 gam Z. Lượng kết tủa này gấp 1,5 lần lượng kết tủa trong phản ứng 2. Bỏ qua thể tích của chất rắn. Xác định công thức hóa học của X1, X2, X4 và viết phương trình hóa học của phản ứng 1.
X1 phản ứng với dung dịch NaOH tạo khí Y mùi khai (NH3) nên X1 là muối amonium.
Z không tan trong dung dịch acid mạnh, nhưng tan trong dung dịch chứa Y (NH3) nên Z là AgCl.
—> X1 là NH4Cl; X4 là muối chloride ngậm nước.
X2 dạng M(ClOx)n, phản ứng (1) dạng:
NH4Cl + M(ClOx)n —> MCln.kH2O + N2 + Cl2
nNH4Cl = nAgCl (X + AgNO3) = 0,06 mol
—> nAgCl (X4 + AgNO3) = 0,06/1,5 = 0,04 mol
nM(ClOx)n = nMCln.kH2O = 0,04/n mol
mX = 0,06.53,5 + MX2.0,04/n = 7,35
—> MX2 = 103,5n
Chọn n = 2, MX2 = 207: X2 là Ca(ClO3)2
Phản ứng (1):
6NH4Cl + 2Ca(ClO3)2 → 2[CaCl2.6H2O] + 3N2 + 3Cl2
X4 là CaCl2.6H2O