Nhúng một thanh sắt và một thanh kẽm vào cùng một cốc chứa 500 ml dung dịch CuSO4. Sau một thời gian lấy hai thanh kim loại ra khỏi cốc thì mỗi thanh có thêm Cu bám vào, khối lượng dung dịch trong cốc bị giảm mất 0,22g. Trong dung dịch sau phản ứng, nồng độ mol của ZnSO4 gấp 2,5 lần nồng độ mol của FeSO4. Thêm dung dịch NaOH dư vào cốc, lọc lấy kết tủa rồi nung ngoài không khí đến khối lượng không đổi , thu được 14,5g chất rắn. Số gam Cu bám trên mỗi thanh kim loại và nồng độ mol của dung dịch CuSO4¬ ban đầu là bao nhiêu?

Đáp án:

n ZnSO4 = 2,5 n FeSO4

Zn+CuSO4−−>ZnSO4+Cu

2,5x------------------------------------2,5x

Fe+CuSO4−−>FeSO4+Cu

x---------------------------------------x

m dung dịch giảm = m 2 kim loại tăng = 0,22 (g)

Hay 160x + 64x - 162,5x - 56x = 5,5x = 0,22 (g)

--> x = 0,04 (mol)

m Cu trên Zn = 6,5 (g)

m Cu trên Fe = 2,56 (g)

Ở pứ tiếp theo cho vào NaOH dư :

ZnSO4+2NaOH−−>Zn(OH)2+Na2SO4

FeSO4+2NaOH−−>Fe(OH)2+Na2SO4

0,04-----------------------------0,04

Zn(OH)2+2NaOH−−>Na2ZnO2+2H2O

Trong kết tủa chắc chắn có Fe(OH)2 và có thể có thể có Cu(OH)2

TH1 : Tạo ra 1 kết tủa : Fe(OH)2

2Fe(OH)2+(1/2)O2−−>Fe2O3+2H2O

0,04 -------------------------------0,02

Rõ ràng m Fe2O3 = 3,2 (g) < m rắn theo đề bài ==> Loại

TH2 : Tạo 2 kết tủa

CuSO4+2NaOH−−>Cu(OH)2+Na2SO4

0,145-----------------------------0,145

2Fe(OH)2+(1/2)O2−−>Fe2O3+2H2O

0,04------------------------------------0,02

Cu(OH)2−−>CuO+H2O

0,145--------------0,145

--> m Fe2O3 = 3,2 (g) --> m CuO = 11,6 (g) --> n CuO = 0,145 (mol)

n CuSO4 ban đầu = 0,145 + 0,04.2,5 + 0,04 = 0,285 (mol)

--> C m CuSO4 = 0,285/0,5 = 0,57 M

Giải thích các bước giải:

Đáp án:

mCu = 8,96g

CM (CuSO4) = 0,5625M

Giải thích các bước giải:

Gọi số mol FeSO4 là x

→ Số mol ZnSO4 là 2,5x

Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu↓

 x    →  x      →      x    →    x

 Zn + CuSO4 → ZnSO4 + Zn↓

2,5x  → 2,5x   →   2,5x →  2,5x

m dung dịch giảm = mCu - mFe + mZn 

→ (x + 2,5x).64 - 56x + 65.2,5x = 0,22

→ x = 0,04 

nCu = 0,04 . (1+2,5) = 0,14 (mol)

mCu = 0,14 . 64 = 8,96g

nCuSO4 p.ư = 0,04 + 2,5 . 0,04 = 0,14 mol

Sau phản ứng dung dịch gồm: FeSO4 (0,04 mol); ZnSO4 (0,1 mol), CuSO4 dư (a mol)

Cho dung dịch tác dụng với NaOH dư:

FeSO4 + 2NaOH → Na2SO4 + Fe(OH)2↓

 0,04                     →                    0,04

ZnSO4 + 4NaOH → Na2ZnO2 + Na2SO4 + 2H2O

CuSO4 + 2NaOH → Na2SO4 + Cu(OH)2↓

    a                          →                    a

Nung kết tủa đến khối lượng không đổi:

4Fe(OH)2 + O2 -to→ 2Fe2O3 + 4H2O

   0,04              →            0,02

Cu(OH)2 -to→ CuO + H2O

   a           →       a

mcr = mFe2O3 + mCuO

→ 0,02 . 160 + a.80 = 14,5 

→ a = 0,14125 

nCuSO4 = nCuSO4 p.ư + nCuSO4 dư = 0,14 + 0,14125 = 0,28125 mol

CM (CuSO4) = 0,28125 : 0,5 = 0,5625M