Cho 15 gam hỗn hợp X gồm hai kim loại Cu và Al tác dụng với dung dịch HNO3 dư. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 6,72 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc). Tính thành phần % khối lượng các kim loại trong X?

Đáp án:

\(\begin{array}{l}
\% {m_{Cu}} = 64\% \\
\% {m_{Al}} = 36\% 
\end{array}\)

Giải thích các bước giải:

\(\begin{array}{l}
3Cu + 8HN{O_3} \to 3Cu{(N{O_3})_2} + 2NO + 4{H_2}O\\
Al + 4HN{O_3} \to Al{(N{O_3})_3} + NO + 2{H_2}O\\
{n_{NO}} = \dfrac{{6,72}}{{22,4}} = 0,3\,mol\\
hh:Cu(a\,mol),Al(b\,mol)\\
\left\{ \begin{array}{l}
64a + 27b = 15\\
\frac{{2a}}{3} + b = 0,3
\end{array} \right.\\
 \Rightarrow a = 0,15;b = 0,2\\
\% {m_{Cu}} = \dfrac{{0,15 \times 64}}{{15}} \times 100\%  = 64\% \\
\% {m_{Al}} = 100 - 64 = 36\% 
\end{array}\)

Phương trình khối lượng:

$64x+27y=15(gam)$ (1)

$n_{NO}=\dfrac{6,72}{22,4}=0,3(mol)$

Quá trình nhường, nhận e:

$\mathop{Cu}\limits^{0}→\mathop{Cu}\limits^{+2}+2e$

$\mathop{Al}\limits^{0}→\mathop{Al}\limits^{+3}+3e$

$\mathop{N}\limits^{+5}+3e→\mathop{N}\limits^{+2}$

               0,9         ←         0,3

Phương trình bảo toàn e:

$2x+3y=0,9(mol) (2)

Từ (1) và (2) ta có hê phương trình:

$\begin{cases} 64x+27y=15(gam)\\2x+3y=0,9(mol)\\ \end{cases}$

$\begin{cases} x=0,15(mol)\\y=0,2(mol)\\ \end{cases}$

$m_{Cu}=0,15.64=9,6(gam)$

$\text{%}$$m_{Cu}=\dfrac{9,6}{15}.100=64$$\text{%}$