Câu hỏi
Hòa tan hoàn toàn 23,6 gam hỗn hợp X gồm Cu và Fe vào dung dịch HNO3 2M (dư), thu được dung dịch A và 7,84 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc).
1. Tính thành phần % khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp đầu.
2. Tính khối lượng muối khan thu được khi cô cạn dung dịch A.
3. Tính thể tích của dung dịch HNO3 ban đầu (biết rằng dùng dư 10% so với lượng cần phản ứng).
Phương pháp giải:
Bảo toàn electron.
Lời giải chi tiết:
1. Đặt nCu = x mol; nFe = y mol
+ Khối lượng hỗn hợp: mX = 64x + 56y = 23,6 (1)
+ Các quá trình cho và nhận e:
Cu → Cu+2 + 2e N+5 + 3e → N+2
Fe → Fe+3 + 3e
Áp dụng định luật bảo toàn e:
n e nhường = n e nhận => 2nCu + 3nFe = 3nNO => 2x + 3y = 3.(7,84/22,4) (2)
Giải hệ (1) và (2) thu được: x = 0,15 và y = 0,25
\( \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}\% {m_{Cu}} = \frac{{0,15.64}}{{23,6}}.100\% = 40,68\% \\\% {m_{Fe}} = 100\% - 40,68\% = 59,32\% \end{array} \right.\)
2. Khi cô cạn dung dịch A thu được khối lượng muối khan là:
m muối = mCu(NO3)2 + mFe(NO3)3 = 0,15.188 + 0,25.242 = 88,7 gam
3. BTNT "N": nHNO3 pư = 2nCu(NO3)2 + 3nFe(NO3)3 + nNO = 2.0,15 + 3.0,25 + 0,35 = 1,4 mol
=> nHNO3 đã dùng = nHNO3 pư + 10%.nHNO3 pư = 1,4 + 10%.1,4 = 1,54 mol
=> V dd HNO3 đã dùng = 1,54 : 2 = 0,77 lít = 770 ml