Cho hỗn hợp 3 kim loại: Fe, Al và Cu nặng 17,4(g). Nếu hòa tan hỗn hợp bằng dd H2SO4 loãng dư thì thoát ra 8,96 lít khí H2 (đktc). Nếu hòa tan hỗn hợp bằng dd H2SO4 đặc nóng dư thì thoát ra 12,32 lít khí SO2 (đktc). Tính khối lượng mỗi kim loại ban đầu?
Đáp án:
Giải thích các bước giải:
Đặt :X là số mol Fe
Y là số mol Al
Z là số mol Cu
PTHH: $2Fe_{}$+$H_{2}SO_4 $→$2FeSO_4$ +$H_2$
X X
2Al+3$H_{2}SO_4 $→$Al_{2}(SO_4)_3 $ + 3$H_2$
Y $\frac{3}{2}Y$
PTHH:$2Fe_{}$+$6H_{2}SO_4 đặc,nóng$ → $Fe_{2}(SO_4)_3$+$6H_{2}O$+$3SO_{2}$
X $\frac{3}{2}X$
$2Al_{}$+$6H_{2}SO_4 đặc,nóng$ → $Al_{2}(SO_4)_3$+3$H_{2}o$+$3SO_{2}$
Y $\frac{3}{2}Y$
Cu +$H_{2}SO_4$ → $CuSO_4$+$2H_{2}o$+$SO_{2}$
Z z
$n_{H_2}$ = $\frac{V}{22,4}$ =$\frac{8,96}{22,4}$ =0,4 (mol)
$n_{SO_2}$ = $\frac{V_{SO_2}}{22,4}$= $\frac{12,32}{22,4}$ =0,55 mol
⇒hệ fuong trình – $m_{Fe}$ +$m_{Al}$+$m_{Cu}$=17,4
– X +$\frac{3}{2}Y$ =0,4
– Z +$\frac{3}{2}X$+$\frac{3}{2}Y$=0,55
⇔- 56.X+27.Y+64.Z=17,4
– X +$\frac{3}{2}Y$ =0,4
– Z +$\frac{3}{2}X$+$\frac{3}{2}Y$=0,55
⇔ X = 0,1
Y= 0,2
z=0,1
$m_{Fe}$=56.0,1=5,6(g)
$m_{Al}$=27.0,2=5,4(g)
$m_{Cu}$=64.0,1=6,4(g)
Gọi `x,y,z` lần lượt là số mol `Fe,Al,Cu`
`=>56x+27y+64z=17,4(g) (1)`
Xét TN1
`Fe+H_2SO_4->FeSO_4+H_2`
`2Al+3H_2SO_4->Al_2(SO_4)_3+3H_2`
Theo PT
`x+1,5y=n_(H_2)=\frac{8,96}{22,4}=0,4(mol) (2)`
Xét TN2
`2Fe+6H_2SO_4->Fe_2(SO_4)_3+3SO_2+6H_2O`
`2Al+6H_2SO_4->Al_2(SO_4)_3+3SO_2+6H_2O`
`Cu+2H_2SO_4->CuSO_4+SO_2+2H_2O`
Theo PT
`n_(SO_2)=x+y+z`
`=>1,5x+1,5y+z=0,55 (3)`
Từ `(1),(2),(3)`
`=>`$\begin{cases}x=0,1(mol)\\y=0,2(mol)\\z=0,1(mol)\\\end{cases}$
`=>m_(Fe)=0,1.56=5,6(g)`
`m_(Al)=0,2.27=5,4(g)`
`m_(Cu)=0,1.64=6,4(g)`