Cho 30,4g hỗn hợp kim loại Mg, CuO tác dụng hoàn toàn với HNO3 loãng, thu được 8,96 lít khí NO ở điều kiện tiêu chuẩn (biết đây là sản phẩm khử duy nhất)
a) Viết phương trình phản ứng
b) Tính khối lượng các chất trong hỗn hợp ban đầu
c) Ở 1 phản ứng khác, cho cũng lượng hỗn hợp kim loại chất ban đầu tác dụng với HNO3 nhưng không sinh khí. Cô cạn dung dịch trên thu được hỗn hợp khí (đktc). Tính thể tích khí thu được
a,
$3Mg+8HNO_3\to 3Mg(NO_3)_2+2NO+4H_2O$
$CuO+2HNO_3\to Cu(NO_3)_2+H_2O$
b,
$n_{NO}=\dfrac{8,96}{22,4}=0,4(mol)$
$\Rightarrow n_{Mg}=\dfrac{3}{2}.0,4=0,6(mol)$
Ta có:
$24n_{Mg}+80n_{CuO}=30,4$
$\Rightarrow n_{CuO}=0,2(mol)$
$m_{CuO}=0,2.80=16g$
$m_{Mg}=30,4-16=14,4g$
c,
Không tạo khí $\Rightarrow$ tạo $NH_4NO_3$
$n_{Cu(NO_3)_2}=0,2(mol)$
$n_{Mg(NO_3)_2}=0,6(mol)$
Bảo toàn e: $2n_{Mg}=8n_{NH_4NO_3}$
$\Rightarrow n_{NH_4NO_3}=0,15(mol)$
Thu được hỗn hợp khí gồm $N_2O$, $NO_2$, $O_2$
$Cu(NO_3)_2\to CuO+2NO_2+0,5O_2$
$Mg(NO_3)_2\to MgO+2NO_2+0,5O_2$
$NH_4NO_3\to N_2O+2H_2O$
$\Rightarrow n_{NO_2}=2(0,2+0,6)=1,6(mol); n_{O_2}=0,5(0,2+0,6)=0,4(mol); n_{N_2O}=0,15(mol)$
$\to V_{\uparrow}=22,4(1,6+0,4+1,5)=48,16l$
Đáp án:
\( {m_{Mg}} = 14,4{\text{ gam}}; {{\text{m}}_{CuO}} = 16{\text{ gam}}\)
Giải thích các bước giải:
Phản ứng xảy ra:
\(3Mg + 8HN{O_3}\xrightarrow{{}}3Mg{(N{O_3})_2} + 2NO + 4{H_2}O\)
\(CuO + 2HN{O_3}\xrightarrow{{}}Cu{(N{O_3})_2} + {H_2}O\)
Ta có:
\({n_{NO}} = \frac{{8,96}}{{22,4}} = 0,4{\text{ mol}} \to {{\text{n}}_{Mg}} = \frac{3}{2}{n_{NO}} = 0,6{\text{ mol}}\)
\( \to {m_{Mg}} = 0,6.24 = 14,4{\text{ gam}} \to {{\text{m}}_{CuO}} = 16{\text{ gam}}\)
\( \to {n_{CuO}} = \frac{{16}}{{64 + 16}} = 0,2{\text{ mol}}\)
Cho lượng \(Mg\) tác dụng với \(HNO_3\) không sinh ra khí tức sinh ra muối \(NH_4NO_3\)
\(4Mg + 10HN{O_3}\xrightarrow{{}}4Mg{(N{O_3})_2} + N{H_4}N{O_3} + 3{H_2}O\)
\( \to {n_{N{H_4}N{O_3}}} = \frac{1}{4}{n_{Mg}} = 0,15{\text{ mol}}\)
Cô cạn dung dịch thu được hỗn hợp khí do xảy ra phản ứng:
\(N{H_4}N{O_3}\xrightarrow{{{t^o}}}{N_2}O + 2{H_2}O\)
\( \to {n_{hh}} = {n_{{N_2}O}} + {n_{{H_2}O}} = 3{n_{N{H_4}N{O_3}}} = 0,15.3 = 0,45{\text{ mol}}\)
\( \to {V_{hh}} = 0,45.22,4 = 10,08{\text{ lít}}\)