Hỗn hợp X gồm 2 kim loại Al và Cu. Cho 18,2 gam X vào 100ml dung dịch Y chứa H₂SO₄ 12M và HNO₃ 2M, đun nóng tạo ra dung dịch Z và 9,916 lít (đkc) hỗn hợp T gồm NO và khí D không màu. Hỗn hợp T có tỉ khối so với hydrogen là 23,5. Tính khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp đầu và khối lượng mỗi muối trong dung dịch Z?

Đáp án đúng là D

Phương pháp giải

Lời giải

\({M_T} = 23,5.2 = 47 \to {M_{NO}} = 30 < 47 < {M_D} \to \) D là \(S{O_2}\left( {M = 64{\rm{\;g/mol}}} \right)\)

Suy ra số mol NO là 0,2 mol và số mol SO₂ là 0,2 mol

Thực chất phản ứng theo các phương trình sau:

\({\rm{Al}} \to {\rm{A}}{{\rm{l}}^{3 + }} + 3{\rm{e}}\).

\({\rm{Cu}} \to {\rm{C}}{{\rm{u}}^{2 + }} + 2{\rm{e}}\)

Với số mol Al là x và số mol Cu là y

Tổng số mol e nhường \( = 3{\rm{x}} + 2{\rm{y}}\)

\({\rm{NO}}_3^ - + 4{{\rm{H}}^ + } + 3{\rm{e}} \to {\rm{NO}} + 2{{\rm{H}}_2}{\rm{O}}\)

\({\rm{SO}}_4^{2 - } + 4{{\rm{H}}^ + } + 2{\rm{e}} \to {\rm{S}}{{\rm{O}}_2} + 2{{\rm{H}}_2}{\rm{O}}\)

Tổng số mol e nhận \( = 0,6 + 0,4 = 1\)

Số mol H⁺ trong \({\rm{Y}} = 1,2.2 + 0,2 = 2,6 > \) số mol \({{\rm{H}}^ + }\)tham gia phản ứng \( = \left( {0,2 + 0,2} \right).4 = 1,6\)

Nên kim loại tan hết.

Vậy ta có hệ phương trình:

\(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{27x + 64y = 18,2}\\{3x + 2y = 1}\end{array} \Leftrightarrow x = y = 0,2} \right.\)

Khối lượng của Al và Cu trong hỗn hợp ban đầu là:

\({{\rm{m}}_{{\rm{Al}}}} = 0,2.27 = 5,4{\rm{\;g}}\)

\({{\rm{m}}_{{\rm{Cu}}}} = 0,2.64 = 12,8{\rm{\;g}}\)

Vì số mol \({\rm{NO}}_3^ - \) phản ứng = số mol \({\rm{NO}}_3^ - \) trong Y nên dung dịch Z không có \({\rm{NO}}_3^ - \) và chỉ có \({\rm{A}}{{\rm{l}}^{3 + }},{\rm{C}}{{\rm{u}}^{2 + }},{\rm{SO}}_4^{2 - }\).

Khối lượng \({\rm{A}}{{\rm{l}}_2}{\left( {{\rm{S}}{{\rm{O}}_4}} \right)_3} = 0,1.342 = 34,2\)gam

Khối lượng \({\rm{CuS}}{{\rm{O}}_4} = 0,2,160 = 32\) gam.