Cho 0,51 gam hh A gồm Fe và Mg vào 100ml dd CuSO4 . Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn ,lọc , thu được 0,69 gam chất rắn B và dd C . Thêm dd NaOH dư vào dd C , lọc lấy kết tủa và nung ngoài không khí đến khối lượng không đổi thu được 0,45 gam chất rắn D
A )tính nồng độ mol của dd CuSO4
B )tính thành phần % khối lượng của mỗi kim loại trong hh A
C ) hoà tan hoàn toàn chất rắn B trong dd H2SO4 đặc nóng thu được V lít khí SO2 duy nhất (ở đktc). tính V
Giải cách nào dễ hiểu và ngắn gọn nha nhưng phải đầy đủ
Đáp án:
Giải thích các bước giải:
Nếu A tan hết trong dung dịch CuSO4 thì Cuối cùng chất rắn D phải có MgO,Fe2O3 là tối thiểu.do vậy : m CR D min= m A + m Oxi >0,51g
mà m D =0,45 g
-> A không tan hết trong dung dịch CuSO4 .
+) Giả sử chỉ có Mg pư vs CuSO4 :
Gọi n Mg pư =a mol
Mg + CuSO_4 -> MgSO_4 + Cu
a………….a……………….a……. .a mol
m CR tăng =0,69-0,51=0,18 g
-> 64a -24a =0,18
-> a=0,0045
Dd C có MgSO4 -> kết tủa : Mg(OH)2 -> D : MgO
n MgO = n Mg =a mol
-> m D =0,0045.40= 0,18 g <0,45 g = m D
-> Giả sử sai .
Do vậy Mg tan hết ,Fe tan một phần trong CuSO4 :
Ta có :n Fe pư =b mol
Mg + CuSO_4 -> MgSO_4 + Cu (1)
a………….a……………….a……. .a mol
Fe + CuSO_4 ->FeSO_4 + Cu (2)
b…………..b…………….b……… mol
m CR tăng =64a+64b -24a -56b =40a + 8b =0,18 g (*)
MgSO4 + 2NaOH->Mg(OH)_2 + Na2SO_4 (3)
FeSO4 + 2 NaOH->Fe(OH)_2 + Na2SO4 (4)
Mg(OH)2 -to-> MgO + H_2O (5)
4Fe(OH)2 + O2 -to-> 2Fe2O3 + 4H2O (6)
theo BTNT Mg : n MgO = n MgSO4 =a mol
BTNT Fe : nFeSO4 =0,5b mol
-> m D =40a + 80b =0,45 g (*’)
từ (*),(*’) ta có hệ :
-> a=0,00375
b=0,00375
n CuSO4 =a+b =0,0075 mol
-> CM =0,075 M
b>
%Mg=0,00375.24\0,51 .100%=17,56%
%Fe=82,35%
Đáp án:
Giải thích các bước giải:
$A/$
Tính khử : $Mg > Fe$ nên $Mg$ phản ứng trước.
$m_A = 0,51 > m_D = 0,45 \to$ $Fe$ dư.
Gọi $n_{Mg} = a(mol) ; n_{Fe\ pư} = b(mol) ; n_{Fe\ dư} = c(mol)$
$\to m_A = 24a + 56b + 56c = 0,51(1)$
$Mg + CuSO_4 \to MgSO_4 + Cu$
$Fe + CuSO_4 \to FeSO_4 + Cu$
Theo PTHH :
$n_{Cu} = a + b (mol)$
$\to m_B = m_{Cu} + m_{Fe\ dư} = 64a + 64b + 56c= 0,69(2)$
$MgSO_4 + 2NaOH \to Mg(OH)_2 + Na_2SO_4$
$FeSO_4 + 2NaOH \to Fe(OH)_2 + Na_2SO_4$
$Mg(OH)_2 \xrightarrow{t^o} MgO + H_2O$
$4Fe(OH)_2 + O_2 \xrightarrow{t^o} 2Fe_2O_3 + 4H_2O$
$\to m_D = 40a + 0,5b.160 = 0,45(3)$
Từ (1)(2)(3) suy ra $a = b = c = 0,00375$
$\to n_{CuSO_4} = n_{Cu} = a + b = 0,00375 + 0,00375=0,0075(mol)$
$\to C_{M_{CuSO_4}} = \dfrac{0,0075}{0,1} = 0,075M$
$B/$
$\%m_{Mg} = \dfrac{0,00375.24}{0,51}.100\% = 17,65\%$
$\%m_{Fe} = 100\% – 17,65\% = 82,35\%$
$C/$
Chất rắn B :
$Cu : a + b = 0,0075(mol)$
$Fe\ dư: c = 0,00375(mol)$
$Cu + 2H_2SO_4 \to CuSO_4 + SO_2 + 2H_2O$
$2Fe + 6H_2SO_4 \to Fe_2(SO_4)_3 + 3SO_2 + 6H_2O$
Theo PTHH :
$n_{SO_2} = n_{Cu} + 1,5n_{Fe}=0,0075+0,00375.1,5=0,013125(mol)$
$\to V_{SO_2} = 0,013125.22,4 = 0,284(lít)$