Cho 30,4g hỗn hợp Fe và Cu tác dụng với dd HNO3 loãng thấy thoát ra 8,96 lít khí NO(đktc) là sản phẩm khử duy nhất.
a. Tính thành phần trăm khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp ban đầu.
b. Tính thể tích dd HNO3 1M cần dùng
c. Tính khối lượng muối thu được sau phản ứng
Gọi `x,y` lần lượt là số mol của `Fe` và `Cu`
`=>56x+64y=30,4 (1)`
`Fe+4HNO_3->Fe(NO_3)_3+NO+2H_2O`
`x` `4x` `x` `x`
`3Cu+8HNO_3->3Cu(NO_3)_2+2NO+4H_2O`
`y` `(8y)/3` `y` `(2y)/3`
Theo `PT`
`x+(2y)/3 =\frac{8,96}{22,4}=0,4 (2)`
Từ `(1)` và (2)`
`=>`$\begin{cases}x=0,2(mol)\\0,3(mol)\\\end{cases}$
`%m_(Fe)=\frac{0,2.56}{30,4}.100=36,842%`
`%m_(Cu)=100-36,842=63,158%`
`b,`
`n_(HNO_3)=4x+(8x)/3=1,6(mol)`
`V_(HNO_3)=\frac{1,6}{1}=1,6(l)`
`c,`
`m_(Muối)=m_(Fe(NO_3)_3)+m_(Cu(NO_3)_2)=0,2.242+0,3.188=104,8(g)`
Đáp án:
\(\begin{array}{l}
a.\\
\% {m_{Fe}} = 4,42\% \\
\% {m_{Cu}} = 95,58\% \\
b.\\
{V_{HN{O_3}}} = 1,307l\\
c.\\
{m_{Fe{{(N{O_3})}_3}}} = 5,808g\\
{m_{Cu{{(N{O_3})}_2}}} = 85,352g
\end{array}\)
Giải thích các bước giải:
Gọi a và b lần lượt là số mol của Fe và Cu
\(\begin{array}{l}
Fe + 4HN{O_3} \to Fe{(N{O_3})_3} + NO + 2{H_2}O\\
3Cu + 8HN{O_3} \to 3Cu{(N{O_3})_2} + 2NO + 4{H_2}O\\
{n_{NO}} = 0,4mol\\
\left\{ \begin{array}{l}
56a + 64b = 30,4\\
4a + \dfrac{2}{3}b = 0,4
\end{array} \right. \to \left\{ \begin{array}{l}
a = 0,024\\
b = 0,454
\end{array} \right.\\
\to {n_{Fe}} = 0,024mol\\
\to {n_{Cu}} = 0,454mol\\
a.\\
\% {m_{Fe}} = \dfrac{{0,024 \times 56}}{{30,4}} \times 100\% = 4,42\% \\
\% {m_{Cu}} = 100\% – 4,42\% = 95,58\% \\
b.\\
{n_{HN{O_3}}} = 4{n_{Fe}} + \dfrac{8}{3}{n_{Cu}} = 1,307mol\\
\to {V_{HN{O_3}}} = 1,307l\\
c.\\
{n_{Fe{{(N{O_3})}_3}}} = {n_{Fe}} = 0,024mol\\
\to {m_{Fe{{(N{O_3})}_3}}} = 5,808g\\
{n_{Cu{{(N{O_3})}_2}}} = {n_{Cu}} = 0,454mol\\
\to {m_{Cu{{(N{O_3})}_2}}} = 85,352g\\
\end{array}\)