Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm FeS2 và Cu2S vào dung dịch HNO3 (vừa đủ) thu được dung dịch X chỉ chứa 2 muối sunfat và 2,24 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất). Tính giá trị của m?
Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm FeS2 và Cu2S vào dung dịch HNO3 (vừa đủ) thu được dung dịch X chỉ chứa 2 muối sunfat và 2,24 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất). Tính giá trị của m?
$n_{NO}=\dfrac{2,24}{22,4}=0,1(mol)$
Gọi x, y là số mol $FeS_2$, $Cu_2S$
$\Rightarrow n_{Fe}=x; n_{Cu}=2y; n_S=2x+y (mol)$
Bảo toàn e: $3x+2.2y+6(2x+y)=0,1.3$
$\Leftrightarrow 15x+10y=0,3$ (1)
Dung dịch X: $Fe^{3+}$ (x mol), $Cu^{2+}$ (2y mol), $SO_4^{2-}$ (2x+y mol)
Bảo toàn điện tích: $3x+2.2y=2(2x+y)$
$\Leftrightarrow x-2y=0$ (2)
$(1)(2)\Rightarrow x=0,015; y=0,0075$
$\to m=120x+160y=3g$
Đáp án:
\(m=3 gam\)
Giải thích các bước giải:
Gọi số mol \(FeS_2\) và \(Cu_2S\) lần lượt là \(x;y\)
Bảo toàn e:
\(15{n_{FeS}} + 10{n_{C{u_2}S}} = 15x + 10y = 3{n_{NO}} = 3.\frac{{2,24}}{{22,4}} = 0,3\)
Muối tạo ra là \(Fe_2(SO_4)_3\) và \(CuSO_4\).
\( \to {n_{F{e_2}{{(S{O_4})}_3}}} = \frac{1}{2}{m_{Fe{S_2}}} = 0,5x\)
\({n_{CuS{O_4}}} = 2{n_{C{u_2}S}} = 2y\)
Bảo toàn \(S\).
\( \to {n_S} = 2{n_{Fe{S_2}}} + {n_{C{u_2}S}} = 2x + y\)
\({n_S} = 3{n_{F{e_2}{{(S{O_4})}_3}}} + {n_{CuS{O_4}}} = 3.0,5x + 2y = 1,5x + 2y = 2x + y \to x = 2y\)
Giải được: \(x=0,015; y=0,0075\).
\( \to m = {m_{Fe{S_2}}} + {m_{C{u_2}S}} = (56 + 32.2)x + (64.2 + 32)y = 3{\text{ gam}}\)