Question

[Nguyen Quang Minh]

Hỗn hợp X gồm Al, Fe và kim loại R. Cho 8,7 gam hỗn hợp X vào 200ml dung dịch H2SO4 1,5M thu được dung dịch A, chất rắn B và 4,48 lít H 2 (đktc). Hòa tan hoàn toàn B trong dung dịch H2SO4 đặc nóng dư thu được 1,12l khí SO2 (đktc) và trong dung dịch có chứa 8 gam muối. Xác định R và tính khối lượng các kim loại trong 8,7 gam hỗn hợp X.

Answer 1

[๖ۣۜDũ๖ۣۜN๖ۣۜG]

\(n_{H_2SO_4}=0,2.1,5=0,3\left(mol\right)\)

\(n_{H_2}=\dfrac{4,48}{22,4}=0,2\left(mol\right)\)

Có \(n_{H_2SO_4}>n_{H_2}\)

=> Trong A chứa H₂SO₄

Vậy kim loại R không tan trong H₂SO₄ loãng

\(n_{SO_2}=\dfrac{1,12}{22,4}=0,05\left(mol\right)\)

PTHH: 2R + 2nH₂SO₄ --> R₂(SO₄)_n + nSO₂ + 2nH₂O

                                            \(\dfrac{0,05}{n}\)<---0,05

=> \(M_{R_2\left(SO_4\right)_n}=\dfrac{8}{\dfrac{0,05}{n}}=160n\left(g/mol\right)\)

=> \(M_R=32n\left(g/mol\right)\)

Xét n = 2 thỏa mãn => M_R = 64 (g/mol) => R là Cu

\(n_{Cu}=n_{CuSO_4}=\dfrac{8}{160}=0,05\left(mol\right)\)

Gọi số mol Al, Fe là a,b (mol)

=> 27a + 56b = 8,7 - 0,05.64 = 5,5 (1)

PTHH: 2Al + 3H₂SO₄ --> Al₂(SO₄)₃ + 3H₂

              a----------------------------->1,5a

             Fe + H₂SO₄ --> FeSO₄ + H₂

              b--------------------------->b

=> 1,5a + b = 0,2 (2)

(1)(2) => a = 0,1 (mol); b = 0,05 (mol)

\(\left\{{}\begin{matrix}m_{Al}=0,1.27=2,7\left(g\right)\\m_{Fe}=0,05.56=2,8\left(g\right)\\m_{Cu}=0,05.64=3,2\left(g\right)\end{matrix}\right.\)

Answer 2

[Kudo Shinichi]

\(n_{H_2}=\dfrac{4,48}{22,4}=0,2\left(mol\right)\)

\(n_{H_2SO_4\left(bđ\right)}=0,2.1,5=0,3\left(mol\right)\)

\(\xrightarrow[]{\text{BTNT H}}n_{H_2SO_4\left(pư\right)}=n_{H_2}=0,2\left(mol\right)< 0,3\)

=> H₂SO₄ dư, mà vẫn có chất rắn B không tan là kim loại R

=> R là kim loại yếu

Đặt R có hoá trị n

\(n_{SO_2}=\dfrac{1,12}{22,4}=0,05\left(mol\right)\\ n_{R_2\left(SO_4\right)_n}=\dfrac{8}{2M_R+96n}\left(mol\right)\)

PTHH:

\(2R+2nH_2SO_{4\left(đặc,nóng\right)}\xrightarrow[]{t^o}R_2\left(SO_4\right)_n+nSO_2+2nH_2O\)

                                            \(\dfrac{0,05}{n}\)<-----0,05

\(\rightarrow\dfrac{8}{2M_R+96n}=\dfrac{0,05}{n}\\ \Leftrightarrow M_R=32n\left(g\text{/}mol\right)\)

Xét n = 2 thoả mãn

=> M_R = 32.2 = 64 (g/mol)

=> R là Cu

\(n_{Cu}=\dfrac{0,05.2}{2}=0,05\left(mol\right)\)

Gọi \(\left\{{}\begin{matrix}n_{Al}=a\left(mol\right)\\n_{Fe}=b\left(mol\right)\end{matrix}\right.\)

\(\rightarrow27a+56b+0,05.64=8,7\left(1\right)\)

PTHH:

\(2Al+3H_2SO_4\rightarrow Al_2\left(SO_4\right)_3+3H_2\)

a---->1,5a

\(Fe+H_2SO_4\rightarrow FeSO_4+H_2O\)

b----->b

\(\rightarrow1,5a+b=0,2\left(2\right)\)

\(\left(1\right),\left(2\right)\Leftrightarrow\left\{{}\begin{matrix}a=0,1\left(mol\right)\\b=0,05\left(mol\right)\end{matrix}\right.\)

\(\rightarrow\left\{{}\begin{matrix}\%m_{Al}=\dfrac{0,1.27}{8,7}.100\%=31,03\%\\\%m_{Fe}=\dfrac{0,05.56}{8,7}.100\%=32,18\%\\\%m_{Cu}=100\%-31,03\%-32,18\%=36,79\%\end{matrix}\right.\)