Kim loại tác dụng với dung dịch muối (phần 2)

n_Al = 0,02 mol;  n­_Fe = 0,01 mol;  n_AgNO3 = 0,03 mol

Ta thấy n_{e Al cho tối đa} = 0,02.3 = 0,06 > n_{e Ag+ nhận tối đa} = 0,03

=> Ag⁺ phản ứng hết, Al dư, Fe chưa phản ứng

n_{Al phản ứng} = n_Ag+ / 3 = 0,03 / 3 = 0,01 mol

=> m_{chất rắn} = m_Ag + m_{Al dư}  + m_Fe = 0,03.108 + (0,02 – 0,01).27 + 0,56 = 4,07 gam

n_Al = 0,1 mol;  n_Fe = 0,1 mol;  n_AgNO3 = 0,5 mol

n_{e Ag nhận tối đa} = 0,5 mol

n_{e Al cho tối đa}= 0,1.3 = 0,3 mol

Ta thấy: n_{e Ag nhận tối đa} =  n_{e Al cho tối đa} + n_{e Fe cho tạo Fe2+} = 0,3 + 0,2 = 0,5 mol

=> Al phản ứng hết, Fe phản ứng hết với Ag⁺ chỉ tạo thành Fe²⁺

=> n_Ag = n_AgNO3 = 0,5 mol

=> m = 54 gam

n_Al = 0,01 mol;  n_Fe = 0,02 mol;  n_AgNO3 = 0,5 mol

n_{e Ag nhận tối đa} = 0,5 mol

n_{e Al cho tối đa}= 0,01.3 = 0,03 mol

n_{e Fe cho tối đa tạo Fe3+} = 0,02.3 = 0,06 mol

Ta thấy:  n_{e Al cho tối đa} + n_{e Fe cho tối đa tạo Fe3+} = 0,09 < n_{e Ag nhận tối đa} = 0,5

=> Al phản ứng hết, Fe phản ứng hết với Ag⁺ tạo thành Fe³⁺ và Ag⁺ còn dư sau phản ứng

Bảo toàn  e: n_Ag = 3n_Al + 3n_Fe = 0,09 mol

=> m = 9,72 gam

n_Al = 0,01 mol;  n_Fe = 0,012 mol;  n_AgNO3 = 0,06 mol

n_{e Ag nhận tối đa} = 0,06 mol

n_{e Al cho tối đa} = 0,01.3 = 0,03 mol

n_{e Fe cho tối đa tạo Fe3+} = 0,012.3 = 0,036 mol

Ta thấy:  n_{e Al cho tối đa} <  n_{e Ag nhận tối đa} = 0,06 < n_{e Al cho tối đa} + n_{e Fe cho tối đa tạo Fe3+} = 0,066

=> Al phản ứng hết, Fe phản ứng hết với Ag⁺ tạo thành Fe³⁺ và Fe²⁺  => Ag⁺ tạo hết thành kết tủa

Chất rắn thu được gồm Ag

=> m_Ag = 0,06.108 = 6,48 gam

n_AgNO3 = 0,066 mol  =>  m_{Ag sinh ra tối đa} = 0,066.108 = 7,128 gam > 5,4 gam

=> kim loại phản ứng hết, AgNO₃ còn dư => chất rắn thu được là Ag

Gọi n_Cu = x mol ;  n_Al  = y mol => 64x + 27y = 0,91  (1)

Bảo toàn e: 2n_­Cu + 3n_Al = n_Ag => 2x + 3y = 5,4 / 108 = 0,05  (2)

Từ (1) và (2) => x = 0,01;  y = 0,01

=> m_Cu = 0,64 gam

n_AgNO3 = 0,04 mol =>  m_{Ag sinh ra tối đa} = 0,04.108 = 4,32 gam < 4,645 gam

=> kim loại dư, AgNO₃ phản ứng hết

TH1: Al hết, Zn phản ứng 1 phần => chất rắn thu được gồm Ag và Zn dư

m_{Zn dư} = 4,645 – 4,32 = 0,325 gam => n_{Zn dư} = 0,005 mol

Gọi n_Al = x mol ;  n_{Zn phản ứng}  = y mol

=> 27x + 65y + 0,325 = 0,92  (1)

Bảo toàn e: 3n_Al + 2n_{­Zn phản ứng} = n_Ag => 3x + 2y = 0,04  (2)

Từ (1) và (2) => x = 0,01;  y = 0,005

=> m_Zn = 0,65 gam

TH2: Al phản ứng 1 phần, Zn chưa phản ứng => chất rắn thu được gồm Ag và Zn và Al dư

m_{Zn + Al dư} = 4,645 – 4,32 = 0,325 gam

Bảo toàn e: n_Ag = 3n_{Al phản ứng} => n_{Al phản ứng} = 0,04 / 3 mol

=> m_{Al phản ứng} = 0,36 gam  

=> m_Zn + m_{Al dư} = 0,92 – 0,36 = 0,56 ≠ 0,325 => loại TH này

n_Fe = 0,01mol;  n_Zn = 0,01mol

=> n _{e cho tối đa} = 0,01.2 + 0,01.2 = 0,04 mol

=> n_Ag+ = 0,04mol

=> m _tăng = 0,04 . 108 – (0,56 + 0,65) = 3,11g > 2,31g

=> Ag⁺ hết, kim loại dư

Zn + 2Ag⁺ → 2Ag + Zn²⁺

0,01     0,02     0,02     => m tăng = 0,02 . 108 – 0,01 . 65 = 1,51g < 2,31

=> còn phản ứng

Fe + 2Ag⁺ → Fe²⁺ + 2Ag

x          2x                    2x  => m tăng = 2,31 – 1,51 = 108 . 2x – 56x => x = 0,005

=> n_Ag+ = 0,03mol => V = 0,3lít = 300 ml

n_Mg = 0,01 mol; n_Zn = 0,05 mol

Mg + 2AgNO₃ → Mg(NO₃)₂ + 2Ag    (1)

0,01 → 0,02              →              0,02

Sau phản ứng (1) khối lượng kim loại tăng: m_tăng = 0,02.108 – 0,01.24 = 1,92 < 4,185

=> Zn phản ứng 1 phần làm khối lượng tăng thêm: 4,185 – 1,92 = 2,265 gam

Zn + 2AgNO₃ → Zn(NO₃)₂ + 2Ag    (2)

a  →    2a                   →            2a

=> m_tăng = 2a.108 – 65a = 2,265 => a = 0,015

=> ∑n_{AgNO3 phản ứng} = 0,02 + 2a = 0,02 + 2.0,015 = 0,05

=> C_M = 0,05 / 0,5 = 0,1M

n_Al = 0,1 mol; n_Fe = 0,1 mol; n_AgNO3 = 0,55 mol

Nếu sau phản ứng Fe tạo hết thành Fe²⁺ => n_{e KL cho tạo Fe2+} = 0,1.3 + 0,1.2 = 0,5 mol

Nếu sau phản ứng Fe tạo hết thành Fe³⁺ => n_{e KL cho tạo hết Fe3+} = 0,1.3 + 0,1.3 = 0,6 mol

Ta thấy: n_{e KL cho tạo Fe2+} < n_{e nhận tối đa} = 0,55 mol < n_{e KL cho tạo Fe3+}

  => Ag⁺ hết, Al, Fe phản ứng hết tạo thành Al³⁺, Fe²⁺ và Fe³⁺

=> n_Ag = n_{e nhận} = 0,55 mol => m = 59,4 gam

n_AgNO3 = 0,03 mol

Nếu AgNO₃ phản ứng tạo hết thành Ag => n­Ag = n_­AgNO3 => m_↓ = 3,24 gam < 3,333 gam

=> chất rắn sau phản ứng còn có Fe dư => muối thu được gồm Al³⁺ và Fe²⁺

=> m_{Fe dư} = 3,333 – 3,24 = 0,093 gam

=> Gọi n_Al = x mol; n_{Fe phản ứng} = y mol

Ta có hệ PT: $\left\{ \begin{gathered}  27x + 56y = 0,327 \hfill \\  3x + 2y = 0,03 \hfill \\ \end{gathered}  \right. =  > \left\{ \begin{gathered}  x = 0,009 \hfill \\  y = 0,0015 \hfill \\ \end{gathered}  \right.$  

=> m_Fe = 0,0015.56 + 0,093 = 0,177 gam

n_Mg. ∆M_Cu-Mg­ + n_{Fe phản ứng}. ∆M_Cu-Fe = m_{chất rắn} – m_{Fe, Mg ban đầu}

=> 0,005.40 + 8x = 0,24 => x = 0,005

Bảo toàn e :  n_CuSO4 = n_Mg + n_{Fe phản ứng} = 0,01 mol => C_M = 0,04M