Hòa tan hoàn toàn 12 gam hỗn hợp hai kim loại Cu và Fe vào dung dịch H2SO4 đặc nóng dư thì thu được 5,6 lít khí SO2 ở đktc là sản phẩm khử duy nhất
a) tính thành phần % khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp ban đầu
b) toàn bộ lượng SO2 sinh ra ở trên cho phản ứng với 500 ml dung dịch NaOH 1M. Tính khối lượng muối thu được
c) nếu cho 12 g hỗn hợp kim loại trên tác dụng lần lượt với dung dịch H2SO4 loãng dư và dung dịch H2SO4 đặc nguội dư. Tính khối lượng muối thu được trong mỗi trường hợp
Đáp án:
\(\begin{array}{l}
a)\\
\% {m_{Cu}} = 53,33\% \\
\% {m_{Fe}} = 46,67\% \\
b)\\
{m_{N{a_2}S{O_3}}} = 31,5g\\
c)\\
{m_{FeS{O_4}}} = 15,2g\\
{m_{{\rm{CuS}}{O_4}}} = 16g
\end{array}\)
Giải thích các bước giải:
\(\begin{array}{l}
Cu + 2{H_2}S{O_4} \to C{\rm{uS}}{{\rm{O}}_4} + S{O_2} + 2{H_2}O\\
2Fe + 6{H_2}S{O_4} \to F{e_2}{{\rm{(S}}{{\rm{O}}_4})_3} + 3S{O_2} + 6{H_2}O\\
{n_{S{O_2}}} = 0,25mol
\end{array}\)
Gọi a và b lần lượt là số mol của Cu và Fe
\(\begin{array}{l}
\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}
{64a + 56b = 12}\\
{a + \dfrac{3}{2}b = 0,25}
\end{array}} \right. \to \left\{ {a = b = 0,1} \right.\\
\to {n_{Cu}} = {n_{Fe}} = 0,1mol\\
a)\\
\% {m_{Cu}} = \dfrac{{0,1 \times 64}}{{12}} \times 100\% = 53,33\% \\
\% {m_{Fe}} = 100\% – 53,33\% = 46,67\% \\
b)\\
{n_{NaOH}} = 0,5mol\\
\to \dfrac{{{n_{NaOH}}}}{{{n_{S{O_2}}}}} = \dfrac{{0,5}}{{0,25}} = 2
\end{array}\)
=> Tạo 1 muối: \(N{a_2}S{O_3}\)
\(\begin{array}{l}
S{O_2} + 2NaOH \to N{a_2}S{O_3} + {H_2}O\\
{n_{N{a_2}S{O_3}}} = {n_{S{O_2}}} = 0,25mol\\
\to {m_{N{a_2}S{O_3}}} = 31,5g\\
c)
\end{array}\)
Fe tác dụng với H2SO4 loãng dư
Cu tác dụng với H2SO4 đặc nguội dư.
\(\begin{array}{l}
Fe + {H_2}S{O_4} \to FeS{O_4} + {H_2}\\
Cu + 2{H_2}S{O_4} \to C{\rm{uS}}{{\rm{O}}_4} + S{O_2} + 2{H_2}O\\
{n_{FeS{O_4}}} = {n_{Fe}} = 0,1mol\\
\to {m_{FeS{O_4}}} = 15,2g\\
{n_{{\rm{CuS}}{O_4}}} = {n_{Cu}} = 0,1mol\\
\to {m_{{\rm{CuS}}{O_4}}} = 16g
\end{array}\)