Hòa tan hoàn toàn 24,8g hỗn hợp kim loại gồm Cu và Fe trong dung dịch HNO3 0,5M thu được 6,72 lít ( đktc) một chất khí duy nhất , không màu hóa nâu ngoài không khí . a/ Tính thành phần % theo khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp ban đầu b/ Tính thể tích dung dịch HNO3 đã dùng c/ Nếu cho một nửa lượng hỗn hợp trên vào dd HNO3 đặc , nguội thì thể tích khí màu nâu đỏ thu được ở đktc là bao nhiêu ?

Đáp án:

 a.

$\% {m_{Cu}}  = 77,42\% $

$ \% {m_{Fe}}   = 22,58\%$

b. 

$ {V_{HN{O_3}}} =  2,4\,\,lit $

c. 

${V_{N{O_2}}} = 0,3.22,4 = 6,72\,\,lit$

Giải thích các bước giải:

a. Gọi số mol của Cu và Fe trong hỗn hợp lần lượt là a và b mol

$→ 64a + 56b = 24,8 (*)$

 Phương trình hóa học:

$\begin{array}{l} 3Cu + 8HN{O_3} \to 3Cu{(N{O_3})_2} + 2NO + 4{H_2}O\\ \,\,\,\,a\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, \to \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\frac{{2a}}{3}\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,mol\\ Fe + 4HN{O_3} \to Fe{(N{O_3})_3} + NO + 2{H_2}O\\ \,\,b\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, \to \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,b\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,mol\\ \to {n_{NO}} = \frac{{2a}}{3} + b = \frac{{6,72}}{{22,4}} = 0,3\,\,(**) \end{array}$

Từ (*) và (**) suy ra: $a=0,3 ; b=0,1$

$\begin{array}{l}  \to \% {m_{Cu}} = \frac{{0,3.64}}{{24,8}} \cdot 100\%  = 77,42\% \\  \to \% {m_{Fe}} = 100\%  - 77,42\%  = 22,58\% \end{array}$

b. 

Theo phương trình hóa học ta có:

$\begin{array}{l} {n_{HN{O_3}}} = \frac{8}{3}{n_{Cu}} + 4{n_{Fe}} = \frac{8}{3} \cdot 0,3 + 4.0,1 = 1,2\,\,mol\\ \to {V_{HN{O_3}}} = \frac{{1,2}}{{0,5}} = 2,4\,\,lit \end{array}$

c. Nếu cho một nửa lượng hỗn hợp trên:

${n_{Cu}} = 0,15\,\,mol,\,\,{n_{Fe}} = 0,05\,\,mol$

Cho hỗn hợp Cu, Fe vào dung dịch $HNO_3$ đặc, nguội thì chỉ có Cu phản ứng, Fe bị thụ động hóa.

Khí màu nâu đỏ: $NO_2$

Phương trình hóa học:

$\begin{array}{l} Cu + 4HN{O_3} \to Cu{(N{O_3})_2} + 2N{O_2} + 2{H_2}O\\ 0,15\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, \to \,\,\,\,\,\,\,0,3\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,mol\\ \to {V_{N{O_2}}} = 0,3.22,4 = 6,72\,\,lit \end{array}$