Cho 0,3 mol bột Cu và 0,6 mol Fe(NO3)2 vào dung dịch chứa 0,9 mol H2SO4 (loãng). Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được V lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc). Viết phương trình hóa học đầy đủ và tìm gt của V
Cho 0,3 mol bột Cu và 0,6 mol Fe(NO3)2 vào dung dịch chứa 0,9 mol H2SO4 (loãng). Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được V lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc). Viết phương trình hóa học đầy đủ và tìm gt của V
PTHH:
$9Cu+12H_2SO_4+2Fe(NO_3)_2\to 9CuSO_4+Fe_2(SO_4)_3+4NO+12H_2O$
$6Fe(NO_3)_2+9H_2SO_4\to 3Fe_2(SO_4)_3++10HNO_3+2NO+4H_2O$
$n_{Cu}=0,3(mol)$
$n_{Fe^{2+}}=0,6(mol)$
$n_{NO_3^-}=1,2(mol)$
$n_{H^+}=1,8(mol)$
PT ion thu gọn:
$3Cu+8H^++2NO_3^-\to 3Cu^{2+}+2NO+4H_2O$
$3Fe^{2+}+4H^++NO_3^-\to 3Fe^{3+}+NO+2H_2O$
Ta có:
$n_{H^+\text{pứ}}=\dfrac{8}{3}n_{Cu}+\dfrac{4}{3}n_{Fe^{2+}}=1,6(mol)<1,8$
$n_{NO_3^-\text{pứ}}=\dfrac{2}{3}n_{Cu}+\dfrac{1}{3}n_{Fe^{2+}}=0,4(mol)<1,2$
$\Rightarrow H^+, NO_3^-$ dư
$n_{NO_3^-\text{pứ}}=n_{NO}$
$\to V=0,4.22,4=8,96l$
Đáp án:
\(V=8,96 lít\)
Giải thích các bước giải:
Ta có:
\({n_{Cu}} = 0,3{\text{ mol;}}{{\text{n}}_{F{e^{2 + }}}} = 0,6{\text{ mol}}\)
\({n_{{H^ + }}} = 0,9.2 = 1,8{\text{ mol}}\)
\({n_{N{O_3}^ – }} = 0,6.2 = 1,2{\text{ mol}}\)
Quá trình nhận e:
\(4{H^ + } + N{O_3}^ – + 3e\xrightarrow{{}}NO + 2{H_2}O\)
Vì \({n_{N{O_3}^ – }} > \frac{1}{4}{n_{{H^ + }}} \to N{O_3}^ – \) dư
\( \to {n_e} = \frac{3}{4}{n_{{H^ + }}} = \frac{3}{4}.1,8 = 1,35{\text{ mol}}\)
Nhận thấy:
\(2{n_{Cu}} + {n_{F{e^{2 + }}}} = 0,3.2 + 0,6 = 1,2 < 1,35\) nên kim loại hết, axit dư.
Phản ứng xảy ra:
\(3Cu + 8{H^ + } + 2N{O_3}^ – \xrightarrow{{}}3C{u^{2 + }} + 2NO + 4{H_2}O\)
\(3F{e^{2 + }} + 4{H^ + } + N{O_3}^ – \xrightarrow{{}}3F{e^{3 + }} + NO + 2{H_2}O\)
\( \to 3{n_{NO}} = 2{n_{Cu}} + {n_{F{e^{2 + }}}} = 1,2{\text{ mol}} \to {{\text{n}}_{NO}} = 0,4{\text{ mol}}\)
\( \to V = 0,4.22,4 = 8,96{\text{ lít}}\)