Hoà tan hết 12 gam hỗn hợp X gồm Fe, Cu bằng dung dịch HNO3 dư, thu được 7,437 lít (đktc) hỗn hợp B gồm NO và ??2 nặng 12,2 gam. Khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp X và khối lượng muôi ssinh ra
Quảng cáo
2 câu trả lời 243
Để giải bài toán này, ta cần sử dụng các dữ kiện đã cho để tính toán khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp \( X \) và khối lượng muối sinh ra.
### Bước 1: Tính số mol khí
Hỗn hợp \( B \) gồm NO và NO₂, có tổng thể tích \( V = 7,437 \) lít. Sử dụng phương trình lý tưởng, ta có:
\[
n = \frac{V}{22,4} = \frac{7,437}{22,4} \approx 0,331 \text{ mol}
\]
### Bước 2: Tính khối lượng mol của NO và NO₂
Khối lượng hỗn hợp khí \( B \) là \( m = 12,2 \) gam. Gọi số mol của NO là \( n_{NO} \) và số mol của NO₂ là \( n_{NO_2} \).
Biết rằng:
- Khối lượng mol của NO = 30 g/mol
- Khối lượng mol của NO₂ = 46 g/mol
Ta có phương trình:
\[
30n_{NO} + 46n_{NO_2} = 12,2
\]
### Bước 3: Thiết lập hệ phương trình
Biết tổng số mol:
\[
n_{NO} + n_{NO_2} = 0,331
\]
### Bước 4: Giải hệ phương trình
1. Từ phương trình tổng số mol:
\[
n_{NO_2} = 0,331 - n_{NO}
\]
2. Thay vào phương trình khối lượng:
\[
30n_{NO} + 46(0,331 - n_{NO}) = 12,2
\]
\[
30n_{NO} + 15,246 - 46n_{NO} = 12,2
\]
\[
-16n_{NO} = 12,2 - 15,246
\]
\[
-16n_{NO} = -3,046
\]
\[
n_{NO} \approx 0,1904 \text{ mol}
\]
3. Tính số mol của NO₂:
\[
n_{NO_2} = 0,331 - 0,1904 \approx 0,1406 \text{ mol}
\]
### Bước 5: Tính khối lượng kim loại trong hỗn hợp \( X \)
Sử dụng các phản ứng hóa học:
- Phản ứng với Fe:
\[
4 \text{Fe} + 6 \text{HNO}_3 \rightarrow 4 \text{Fe(NO}_3\text{)}_2 + 3 \text{H}_2 + 2 \text{NO}_2
\]
- Phản ứng với Cu:
\[
4 \text{Cu} + 10 \text{HNO}_3 \rightarrow 4 \text{Cu(NO}_3\text{)}_2 + 5 \text{H}_2 + 2 \text{NO} + 2 \text{NO}_2
\]
### Bước 6: Tính khối lượng muối sinh ra
Tính khối lượng muối từ số mol NO và NO₂:
- Từ NO:
\[
n_{NO} \rightarrow \text{Fe} \text{ (2 mol NO tạo 4 mol Fe)} \Rightarrow n_{Fe} = 0,1904 \times \frac{4}{2} = 0,3808 \text{ mol}
\]
- Từ NO₂:
\[
n_{NO_2} \rightarrow \text{Cu} \text{ (2 mol NO₂ tạo 4 mol Cu)} \Rightarrow n_{Cu} = 0,1406 \times \frac{4}{2} = 0,2812 \text{ mol}
\]
### Bước 7: Tính khối lượng từng kim loại
- Khối lượng Fe:
\[
m_{Fe} = n_{Fe} \times 56 = 0,3808 \times 56 \approx 21,3 \text{ gam}
\]
- Khối lượng Cu:
\[
m_{Cu} = n_{Cu} \times 64 = 0,2812 \times 64 \approx 18,0 \text{ gam}
\]
### Bước 8: Khối lượng muối
Tính tổng khối lượng kim loại:
\[
m_{X} = m_{Fe} + m_{Cu} = 21,3 + 18,0 = 39,3 \text{ gam}
\]
Khối lượng muối tạo thành:
Tổng khối lượng hỗn hợp là 12 gam, nên:
\[
m_{\text{muối}} = 12 \text{ gam} - (m_{Fe} + m_{Cu}) = 12 - 39,3
\]
### Kết luận
- Khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp \( X \):
- \( m_{Fe} \approx 21,3 \) gam
- \( m_{Cu} \approx 18,0 \) gam
- Khối lượng muối sinh ra:
- Không khả thi vì khối lượng sản phẩm lớn hơn khối lượng ban đầu.
Để giải bài toán này, ta cần xác định số mol của từng kim loại trong hỗn hợp X và khối lượng muối sinh ra.
Xác định số mol của Fe và Cu trong hỗn hợp X:
Đặt số mol của Fe và Cu trong hỗn hợp X là (n_{\text{Fe}}) và (n_{\text{Cu}}).
Ta có tỉ lệ mol giữa Fe và Cu là 1:1, vì vậy (n_{\text{Fe}} = n_{\text{Cu}} = a).
Tổng khối lượng của Fe và Cu trong hỗn hợp X là: [56a + 64a = 12 , \text{gam} \Rightarrow a = 0,1 , \text{mol}]
Xác định số mol của NO và ??2 trong hỗn hợp B:
Đặt số mol của NO và ??2 trong hỗn hợp B là (x) và (y).
Ta có: (\overline{M}B = m{\text{hh}} \cdot n_{\text{hh}} = 30x + 46y)
Và: (x + y = 19,2)
Từ đó, suy ra (8x = 8y) và (x = y).
Tính khối lượng muối sinh ra:
Khối lượng muối sinh ra là khối lượng hỗn hợp B (NO và ??2) nặng 12,2 gam.
Vậy khối lượng muối là: (12,2 , \text{gam} - 12 , \text{gam} = 0,2 , \text{gam}).
Kết luận:
Khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp X:Fe: (0,1 , \text{mol} \times 56 , \text{gam/mol} = 5,6 , \text{gam})
Cu: (0,1 , \text{mol} \times 64 , \text{gam/mol} = 6,4 , \text{gam})
Khối lượng muối sinh ra: 0,2 gam
Quảng cáo
Bạn cần hỏi gì?
Câu hỏi hot cùng chủ đề
-
Đã trả lời bởi chuyên gia
5665 -
5454
-
Đã trả lời bởi chuyên gia
5446 -
Đã trả lời bởi chuyên gia
4977 -
Đã trả lời bởi chuyên gia
4328 -
Đã trả lời bởi chuyên gia
3771
