Câu 49: Cho 11,9g hh A gồm Mg, Al, Fe vào 625ml dung dịch HNO3 2M. Khi phản ứng hoàn toàn thu được dung dịch A và 6,72 lít khí NO là sản phẩm khử duy nhất ở đktc. Tính
a. Số mol axít.còn dư trong dung dịch A
b. Cô cạn dung dịch B thu được bao nhiêu gam muối khan.
c. Thêm dần dung dịch NaOH 1M vào dung dịch A đến khi khối lượng kết tủa không thay đổi thì dừng lại. Nhận thấy cần dùng đúng 1,05 lit dung dịch NaOH 1M. Tính khối lượng mỗi kim loại.
Đáp án:
a,n=0,05mol
b,m=67,7g
c, \({m_{Mg}} = 3,6g\), \({m_{Al}} = 2,7g\), \({m_{Fe}} = 5,6g\)
Giải thích các bước giải:
a,
Bảo toàn electron, ta có:
\(\begin{array}{l}
Mg \to M{g^{2 + }} + 2e\\
Al \to A{l^{3 + }} + 3e\\
Fe \to F{e^{3 + }} + 3e\\
{N^{5 + }} + 3e \to {N^{2 + }}\\
{n_{HN{O_3}}} = 1,25mol\\
{n_{NO}} = 0,3mol\\
\to {n_{HN{O_3}}}phản ứng= 4{n_{NO}} = 1,2mol\\
\to {n_{HN{O_3}}}dư= 1,25 – 1,2 = 0,05mol
\end{array}\)
Bảo toàn nguyên tố N, ta có:
\(\begin{array}{l}
\to {n_{N{O_3}^ – }}(muối) = {n_{HN{O_3}}}phản ứng- {n_{NO}} = 0,9mol\\
\to {m_{muối}} = {m_{hh}} + {m_{N{O_3}^ – }}(muối) = 11,9 + 0,9 \times 62 = 67,7g
\end{array}\)
b,
Dung dịch A gồm: \(M{g^{2 + }}\), \(A{l^{3 + }}\), \(F{e^{3 + }}\), \(N{O_3}^ – \)( muối và axit dư) và \({H^ + }(0,05mol)\)
Vì axit dư nên NaOH sẽ phản ứng với axit dư
\({H^ + } + O{H^ – } \to {H_2}O\)
Ta có phương trình sau:
\(\begin{array}{l}
M{g^{2 + }} + 2O{H^ – } \to Mg{(OH)_2}\\
A{l^{3 + }} + 3O{H^ – } \to Al{(OH)_3}\\
F{e^{3 + }} + 3O{H^ – } \to Fe{(OH)_3}
\end{array}\)
Vì cho dung dịch NaOH đến khi kết tủa không đổi thì kết tủa \(Al{(OH)_3}\) sẽ hết trong NaOH dư
\(Al{(OH)_3} + O{H^ – } \to Al{O_2}^ – + 2{H_2}O\)
Gọi a b c là số mol của Mg Al Fe
Ta có hệ phương trình sau:
\(\begin{array}{l}
\left\{ \begin{array}{l}
24a + 27b + 56c = 11,9\\
2a + 3b + 3c = 0,3 \times 3\\
2a + 4b + 3c = 1,05 – 0,05
\end{array} \right.\\
\to a = 0,15 \to b = 0,1 \to c = 0,1\\
\to {m_{Mg}} = 3,6g\\
\to {m_{Al}} = 2,7g\\
\to {m_{Fe}} = 5,6g
\end{array}\)