Hỗn hợp a gồm Cu và CuO Hòa tan hoàn toàn 20,8 gam hỗn hợp a vào 73,5 gam dung dịch H₂SO₄ 80% chỉ thu được dung dịch x và khí SO₂ là sản phẩm khử duy nhất cho x tác dụng hoàn toàn với 900 ml dung dịch NaOH 1M sau đó lọc bỏ kết tủa được dung dịch y cô cạn y thu được chất rắn z nặng 60,8 g nồng độ phần trăm của CuSO₄ trong x.

Tóm tắt bài toán:

\(20,8\,(g)\,A\left\{ \begin{array}{l}Cu\\CuO\end{array} \right. + 73,5\,g\,dd\,\underbrace {{H_2}S{O_4}}_{0,6\,(mol)} \to \left\langle \begin{array}{l}S{O_2}:\\\left. {X\left\{ \begin{array}{l}CuS{O_4}:\\{H_2}S{O_4}\,du\end{array} \right.} \right\} + \underbrace {NaOH}_{0,9\,(mol)} \to \left\{ \begin{array}{l} \downarrow Cu{(OH)_2}\\60,8\,(g)\,Z\left\{ \begin{array}{l}N{a_2}S{O_4}:a\,(mol)\\NaOH\,du:\,b(mol)\end{array} \right.\end{array} \right.\end{array} \right.\)

Đặt trong Z số mol Na₂SO₄ và NaOH dư lần lượt là a và b (mol)

Ta có hệ phương trình: \(\left\{ \begin{array}{l}{m_{N{a_2}S{O_4}}} + {m_{NaOH\,du}} = {m_Z}\\BT:Na =  > 2{n_{N{a_2}S{O_4}}} + {n_{NaOHdu}} = {n_{NaOH\,bd}}\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}142a + 40b = 60,8\\2a + b = 0,9\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}a = 0,4\\b = 0,1\end{array} \right.\)

BTNT “S”: n_H2SO4 bđ = n_SO2 + n_Na2SO4

⟹ 0,6 = n_SO2 + 0,4

⟹ n_SO2 = 0,6 – 0,4 = 0,2 (mol)

BT e ta có: n_Cu = n_SO2 = 0,2 (mol) (Do Cu từ số oxh 0 lên +2, còn S từ số oxi hóa +6 xuống +4)

⟹ m_Cu = 0,2.64 = 12,8 (g)

⟹ m_CuO = m_A – m_Cu = 20,8 – 12,8 = 8 (g)

⟹ n_CuO = m_CuO : M_CuO = 8 : 80 = 0,1 (mol)

BTNT “Cu”: n_CuSO4 = n_Cu + n_CuO = 0,2 + 0,1 = 0,3 (mol)

⟹ m_CuSO4 = n_CuSO4×M_CuSO4 = 0,3×160 = 48 (g)

Ta có: m_A + m_{dd H2SO4} = m_{dd X} + m_SO2

⟹ m_dd X = m_A + m_{dd H2SO4} - m_SO2 = 20,8 + 73,5 – 0,2.64 = 81,5 (g)

Phần trăm khối lượng CuSO₄ có trong dd X là:

\(C\%  = \frac{{{m_{CuS{O_4}}}}}{{{m_{dd\,X}}}}.100\%  = \frac{{48}}{{81,5}}.100\%  = 58,90\% \)