Cho 1,896 gam KMnO4 vào dung dịch HCl đặc, du, đun nhẹ. Sau khi kết thúc phản ứng, cho toàn bộ lượng Cl2 tạo ra tác dụng hết với kim loại M (hóa trị n không đổi trong các hợp chất), thu được 5,380 gam hỗn hợp chất rắn X. Cho toàn bộ lượng X vào dung dịch AgNO3 dư, thu được 12,930 gam kết tủa. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn, xác định kim loại M.

\({n_{KMn{O_4}}} = \frac{{1,896}}{{158}} = 0,012\left( {mol} \right)\)

- Khi cho KMnO₄ phản ứng với HCl đặc

(1)    2 KMnO₄ + 16 HCl_đặc \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) 2 KCl + 2 MnCl₂ + 5 Cl₂ + 8 H₂O

             0,012  →                                                              0,03               mol

Bảo toàn nguyên tố Cl → n_AgCl = 2n_Cl2 = 0,06 mol

⟹ m_AgCl = 0,06.143,5 = 8,61 gam < 12,93 gam

⟹ Ngoài AgCl thì còn có kết tủa khác

⟹ Kim loại M có phản ứng với AgNO₃

- Khi cho Cl₂ tác dụng hết với kim loại M (có hóa trị n không đổi):

(2) n Cl₂ + 2 M \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) 2 MCl_n

      0,03 →                     0,06/n (mol)

→ Hỗn hợp chất rắn X gồm MCl_n (0,06/n mol) và M dư (a mol)

→ m_X = \(\frac{{0,06}}{n}.\left( {M + 35,5n} \right) + a.M\) = 5,38 (1)

- Khi cho X tác dụng AgNO₃ dư:

(3) MCl_n + n AgNO₃ → n AgCl ↓ + M(NO₃)_n

     0,06/n  →                     0,06                        (mol)

(4) n M + 2n AgNO₃ → n M(NO₃)₂ + 2n Ag ↓

        a     →                                              2a     (mol)

→ m_kết tủa = 8,61 + 108.2a = 12,93 (2)

Từ (2) ⟹ a = 0,02. Thay vào (1) ta được:

\(\begin{array}{l}\,\,\,\,\,\,\,\frac{{0,06}}{n}.\left( {M + 35,5n} \right) + 0,02.M = 5,38\\ \to 0,06M + 2,13n + 0,02M.n = 5,38n\\ \to M = \frac{{3,25n}}{{0,02n + 0,06}}\end{array}\)

Biện luận với n = 1, 2, 3 ta thấy n = 2 và M = 65 thỏa mãn

Vậy kim loại M là Kẽm (kí hiệu Zn)