Bài 14:

a) Tính phần trăm khối lượng kim loại:

Phản ứng xảy ra:Zn + CuSO4 → ZnSO4 + Cu
Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu
Chất rắn Y: Gồm Cu và có thể có Fe dư.
Phản ứng của Y với H2SO4 đặc, nóng:Cu + 2H2SO4 → CuSO4 + SO2 + 2H2O
2Fe + 6H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O
Số mol SO2: n(SO2) = 6,16 / 22,4 = 0,275 mol.
Gọi x, y lần lượt là số mol Cu và Fe trong Y:x + 1,5y = 0,275 (1)
64x + 56y = 15,6 (2)
Giải hệ (1) và (2): x = 0,2; y = 0,05
Số mol Cu tạo ra: n(Cu) = 0,2 mol.
Số mol Fe dư: n(Fe dư) = 0,05 mol.
Khối lượng Cu tạo ra: m(Cu) = 0,2 * 64 = 12,8 gam.
Khối lượng Fe dư: m(Fe dư) = 0,05 * 56 = 2,8 gam.
Khối lượng Zn và Fe phản ứng: 15,35 - 2,8 = 12,55 gam.
Gọi a, b lần lượt là số mol Zn và Fe phản ứng:65a + 56b = 12,55 (3)
a + b = 0,2 (4)
Giải hệ (3) và (4): a = 0,05; b = 0,15
Khối lượng Zn ban đầu: m(Zn) = 0,05 * 65 = 3,25 gam.
Khối lượng Fe ban đầu: m(Fe) = 0,15 * 56 + 2,8 = 11,2 gam.
Phần trăm khối lượng:%Zn = (3,25 / 15,35) * 100% = 21,17%
%Fe = (11,2 / 15,35) * 100% = 72,96%
b) Tính giá trị a:

Tổng số mol CuSO4 phản ứng: n(CuSO4) = 0,05 + 0,15 = 0,2 mol.
Nồng độ CuSO4: a = 0,2 / 0,4 = 0,5 M

Phản ứng xảy ra:

Zn + CuSO4 → ZnSO4 + Cu
Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu
CuSO4 dư
Số mol CuSO4: n(CuSO4) = 0,34 * 0,5 = 0,17 mol. Số mol SO2: n(SO2) = 3,36 / 22,4 = 0,15 mol.

Phản ứng của C với H2SO4 đặc, nóng:

Cu + 2H2SO4 → CuSO4 + SO2 + 2H2O
2Fe + 6H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O
Gọi x, y, z lần lượt là số mol Zn, Cu, Fe trong A:

65x + 64y + 56z = 9,16 (1)
x + z = 0,15 (2) (nSO2)
n(Cu) = x + z + nCu(2+) dư.
nCu(2+) dư = 0.17 - x - z.
nCu(2+) dư = 0.17 - 0.15 = 0.02.
nCu kết tủa = 0.17 mol.
nFe(OH)2 = z.
nCuO= 0.17 mol.
nFe2O3 = z/2 mol.
800.17+ 160z/2= 10.4
13.6 + 80z = 10.4.
z= -0.04.
Vấn đề ở chỗ số mol Fe ra âm, chứng tỏ Cu trong hỗn hợp A không phản ứng với CuSO4.
Vậy Cu trong hỗn hợp A = toàn bộ Cu tạo thành từ phản ứng.
Số mol Cu tạo thành = 0,17 mol.
mCu = 0.17 * 64 = 10.88 gam.
Vậy tính lại, số mol SO2 tạo thành từ Zn và Fe.
Zn + H2SO4 = ZnSO4 + SO2 + H2O.
2Fe + 6H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O.
Gọi số mol Zn là x, số mol Fe là y.
x + 1.5y = 0.15.
65x + 56y = 9.16 -10.88 = -1.72.
Vậy bài toán này có vấn đề về số liệu.
Kết luận, bài toán có vấn đề về số liệu đầu vào.