Khi cho 3,32 gam hỗn hợp Fe và Cu tác dụng hoàn toàn với 400 ml dung dịch HNO3 0,5M thu được 1,008 lít khí NO duy nhất (đktc).
a) Tính phần trăm khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp ban đầu ?
b) Tính nồng độ mol của axit HNO3 trong dung dịch sau phản ứng ? Biết thể tích dung dịch không đổi.
Giải chi tiết:
nHNO3 bđ = 0,4.0,5 = 0,2 mol
nNO = 1,008/22,4 = 0,045 mol
Đặt nFe = x mol và nCu = y mol
a) Khối lượng của hỗn hợp là 3,32 gam nên ta có: 56x + 64y = 3,32 (1)
Ta có quá trình cho – nhận e:
Fe0 – 3e → Fe+3
x → 3x (mol)
Cu0 – 2e → Cu+2
y → 2y (mol)
N+5 + 3e → N+2
0,135←0,045 (mol)
Theo định luật bảo toàn e ta có: 3x + 2y = 0,135 (2)
Từ (1) và (2) ta có hệ phương trình:
\(\begin{gathered}
\left\{ \begin{gathered}
56x + 64y = 3,32 \hfill \\
3x + 2y = 0,135 \hfill \\
\end{gathered} \right. \to \left\{ \begin{gathered}
x = 0,025 \hfill \\
y = 0,03 \hfill \\
\end{gathered} \right. \hfill \\
\to \left\{ \begin{gathered}
{m_{Fe}} = 0,025.56 = 1,4(g) \hfill \\
{m_{Cu}} = 3,32 - 1,4 = 1,92(g) \hfill \\
\end{gathered} \right. \to \left\{ \begin{gathered}
\% {m_{Fe}} = \frac{{1,4}}{{3,32}}.100\% = 42,17\% \hfill \\
\% {m_{Cu}} = 100\% - 42,17\% = 57,83\% \hfill \\
\end{gathered} \right. \hfill \\
\end{gathered} \)
b) BT “N”: nHNO3 sau pư = nHNO3 bđ – 3nFe(NO3)3 – 2nCu(NO3)2 – nNO
= 0,2 – 3.0,025 – 2.0,03 – 0,045 = 0,02 mol
=> CM HNO3 sau pư = n/V = 0,02/0,4 = 0,05 M