thúc thu được 9,2 gam chất rắn X và dung dịch Y. Cho Y tác dụng với dung dịch NaOH dư,
lọc lấy kết tủa và nung trong không khí đến khối lượng không đổi thì thu được 14 gam hỗn
hợp hai oxit. Khi cho X tác dụng với dung dịch HCl dư thấy có 1,12 lit khí H2 (đktc) thoát ra.
Viết các phương trình hóa học xảy ra và tính x, y.
Quảng cáo
2 câu trả lời 905
Để giải bài toán này, ta cần phân tích và giải quyết từng phần của bài toán một cách chi tiết.
### Phần 1: Phản ứng với dung dịch chứa FeSO4 và CuSO4
1. **Phản ứng với Mg**
- **Phản ứng của Mg với FeSO4:**
\[ \text{Mg} + \text{FeSO}_4 \rightarrow \text{MgSO}_4 + \text{Fe} \]
- **Phản ứng của Mg với CuSO4:**
\[ \text{Mg} + \text{CuSO}_4 \rightarrow \text{MgSO}_4 + \text{Cu} \]
Khi Mg tác dụng với FeSO4 và CuSO4, sản phẩm sẽ là Fe và Cu. Tổng khối lượng chất rắn X sau phản ứng là 9.2 g.
2. **Tính lượng chất rắn X**
- Khối lượng Mg đã dùng là 3.6 g. Tính số mol Mg:
\[ n(\text{Mg}) = \frac{3.6}{24} = 0.15 \text{ mol} \]
- Phản ứng giữa Mg và FeSO4 tạo Fe (sắt) và MgSO4. Phản ứng giữa Mg và CuSO4 tạo Cu (đồng) và MgSO4. Khối lượng của Fe và Cu sẽ tạo thành là:
\[
\text{Khối lượng của Fe} = 55.8 \text{ g/mol}
\]
\[
\text{Khối lượng của Cu} = 63.5 \text{ g/mol}
\]
- Giả sử Mg đã tác dụng hoàn toàn, và số mol Fe và Cu tạo thành là \( a \) và \( b \) mol tương ứng. Tổng khối lượng chất rắn X (Fe và Cu) là 9.2 g.
\[
55.8a + 63.5b = 9.2
\]
### Phần 2: Phản ứng với dung dịch NaOH
Sau khi phản ứng với NaOH dư, chất rắn thu được là Fe(OH)₂, Fe(OH)₃, Cu(OH)₂ và được nung để tạo ra oxit:
- **Nung Fe(OH)₂:**
\[ 2 \text{Fe(OH)}_2 \rightarrow \text{Fe}_2\text{O}_3 + 2 \text{H}_2\text{O} \]
- **Nung Fe(OH)₃:**
\[ 2 \text{Fe(OH)}_3 \rightarrow \text{Fe}_2\text{O}_3 + 3 \text{H}_2\text{O} \]
- **Nung Cu(OH)₂:**
\[ 2 \text{Cu(OH)}_2 \rightarrow \text{2CuO} + 2 \text{H}_2\text{O} \]
Giả sử khối lượng hỗn hợp oxit sau nung là 14 g, ta có thể viết:
\[
\text{Khối lượng của Fe}_2\text{O}_3 = 159.7 \text{ g/mol}
\]
\[
\text{Khối lượng của CuO} = 79.5 \text{ g/mol}
\]
Tính toán cho hai oxit để phù hợp với khối lượng 14 g.
### Phần 3: Phản ứng với HCl
Chất rắn X phản ứng với HCl tạo khí H₂, và khối lượng khí thu được là 1.12 lít. Tính số mol H₂:
\[
n(\text{H}_2) = \frac{1.12}{22.4} = 0.05 \text{ mol}
\]
Chất rắn X có thể chứa Fe và Cu, do đó:
- Phản ứng của Fe với HCl:
\[
\text{Fe} + 2 \text{HCl} \rightarrow \text{FeCl}_2 + \text{H}_2
\]
- Phản ứng của Cu với HCl (không xảy ra vì Cu không phản ứng với HCl):
### Tổng hợp các phương trình:
1. Tính số mol Fe và Cu từ khối lượng khí H₂.
2. Tính số mol FeSO4 và CuSO4 đã dùng từ khối lượng chất rắn X và kết quả thu được từ các phương trình trên.
### Giải phương trình
- Tính số mol Fe và Cu từ khối lượng chất rắn X.
- Tính số mol FeSO4 và CuSO4 ban đầu từ các số liệu đã cho.
Dựa trên các phương trình trên và khối lượng chất rắn X và khí H₂, ta có thể giải được số mol FeSO4 và CuSO4.
Sau cùng, chúng ta có hệ phương trình để giải quyết:
\[
55.8a + 63.5b = 9.2
\]
\[
2a + b = 0.05 \text{ (số mol khí H}_2\text{)}
\]
Từ đó, giải hệ phương trình để tìm ra giá trị của \( x \) và \( y \).
1. Phản ứng giữa Mg và các muối:
Khi cho 3,6 gam Mg vào dung dịch chứa \( x \) mol FeSO\(_4\) và \( y \) mol CuSO\(_4\), Mg sẽ phản ứng lần lượt với CuSO\(_4\) và FeSO\(_4\):
- Phương trình phản ứng với CuSO\(_4\):
\[
\text{Mg} + \text{CuSO}_4 \rightarrow \text{MgSO}_4 + \text{Cu}
\]
- Phương trình phản ứng với FeSO\(_4\):
\[
\text{Mg} + \text{FeSO}_4 \rightarrow \text{MgSO}_4 + \text{Fe}
\]
2. Khối lượng của Mg:
\[
\text{n}_{\text{Mg}} = \frac{3,6}{24} = 0,15 \text{ mol}
\]
**3. Khí H\(_2\) sinh ra khi cho chất rắn X tác dụng với HCl:**
- Phản ứng của Mg dư với HCl:
\[
\text{Mg} + 2\text{HCl} \rightarrow \text{MgCl}_2 + \text{H}_2 \uparrow
\]
- Số mol H\(_2\):
\[
\text{n}_{\text{H}_2} = \frac{1,12}{22,4} = 0,05 \text{ mol}
\]
Do đó, số mol Mg dư cũng là 0,05 mol.
4. Số mol Mg đã phản ứng:
\[
\text{n}_{\text{Mg phản ứng}} = 0,15 - 0,05 = 0,10 \text{ mol}
\]
5. Khối lượng của chất rắn X:
Chất rắn X gồm Cu, Fe, và Mg dư, có tổng khối lượng là 9,2 gam.
- Khối lượng của Mg dư:
\[
\text{m}_{\text{Mg dư}} = 0,05 \times 24 = 1,2 \text{ gam}
\]
- Khối lượng của Cu và Fe:
\[
\text{m}_{\text{Cu và Fe}} = 9,2 - 1,2 = 8,0 \text{ gam}
\]
6. Hỗn hợp oxit sau khi nung kết tủa từ Y:
Kết tủa từ Y là Fe(OH)\(_2\) và Cu(OH)\(_2\). Khi nung trong không khí, chúng tạo thành các oxit:
- Fe(OH)\(_2\) tạo ra Fe\(_2\)O\(_3\).
- Cu(OH)\(_2\) tạo ra CuO.
Khối lượng oxit thu được là 14 gam.
7. Thiết lập hệ phương trình:**
Gọi số mol Cu và Fe trong chất rắn X là \( n_{\text{Cu}} \) và \( n_{\text{Fe}} \).
- Tổng khối lượng:
\[
64n_{\text{Cu}} + 56n_{\text{Fe}} = 8,0
\]
- Số mol Cu và Fe bằng số mol CuSO\(_4\) và FeSO\(_4\) phản ứng:
\[
n_{\text{Cu}} = y, \quad n_{\text{Fe}} = x
\]
- Tổng số mol Mg phản ứng:
\[
x + y = 0,10
\]
- Khối lượng hỗn hợp oxit:
\[
80n_{\text{Cu}} + \frac{160}{3}n_{\text{Fe}} = 14
\]
8. Giải hệ phương trình:
Từ hệ phương trình trên, ta có:
\[
\begin{align*}
64y + 56x &= 8,0 \\
x + y &= 0,10 \\
80y + \frac{160}{3}x &= 14
\end{align*}
\]
Giải hệ phương trình này:
\[
\begin{align*}
y &= 0,05 \text{ mol} \\
x &= 0,05 \text{ mol}
\end{align*}
\]
Vậy, số mol của FeSO\(_4\) và CuSO\(_4\) trong dung dịch ban đầu là \( x = 0,05 \) mol và \( y = 0,05 \) mol.
Quảng cáo
Bạn muốn hỏi bài tập?
Câu hỏi hot cùng chủ đề
-
45253
-
Hỏi từ APP VIETJACK31344
