by Hòa tan hết 2,72 gam hỗn hợp X gồm: FeS$_{2}$, FeS, Fe, CuS và Cu trong 500 ml dung dịch HNO$_{3}$ 1M, sau khi kết thúc các phản ứng thu được dung dịch Y và 0,07 mol một chất khí. Cho Y tác dụng với lượng dư dung dịch BaCl$_{2}$ thu được 4,66 gam kết tủa. Mặt khác, dung dịch Y có thể hòa tan tối đa m gam Cu. Biết trong các quá trình trên, sản phẩm khử duy nhất của N$^{+5}$ là NO. Giá trị của m là
A. 5,92.
B. 4,96.
C. 9,76.
D. B và C đúng.
Hướng dẫn
Chọn phương án: C
Phương pháp giải:
Coi hh X gồm Fe, Cu và S
\(2,72\,g\,X\left\{ \begin{array}{l}Fe:\,x(mol)\\Cu:\,y(mol)\\S\end{array} \right. + HN{O_3}:0,5 \to 0,07\,mol\,NO + dd\,Y\left\{ \begin{array}{l}F{e^{3 + }}\\F{e^{2 + }}\\{H^ + }\\S{O_4}^{2 – }\\N{O_3}^ – \end{array} \right. + BaC{l_2}du \to 4,66\,g\,BaS{O_4}\)
Sử dụng bảo toàn nguyên tố S, H
Sử dụng bảo toàn khối lượng và bảo toàn e
Lời giải chi tiết:
Coi hh X gồm Fe, Cu và S
\(2,72\,g\,X\left\{ \begin{array}{l}Fe:\,x(mol)\\Cu:\,y(mol)\\S\end{array} \right. + HN{O_3}:0,5 \to 0,07\,mol\,NO + dd\,Y\left\{ \begin{array}{l}F{e^{3 + }}\\F{e^{2 + }}\\{H^ + }\\S{O_4}^{2 – }\\N{O_3}^ – \end{array} \right. + BaC{l_2}du \to 4,66\,g\,BaS{O_4}\)
B. TNT “S”: n$_{S}$ = n$_{BaSO4}$ = 4,66 : 233 = 0,02 (mol)
quá trình nhường e
Fe → Fe$^{+3}$ + 3e
x → 3x (mol)
Cu → Cu$^{+2}$ + 2e
y → 2y (mol)
S + H$_{2}$O + 6e → 8H$^{+}$ + SO$_{4}$$^{2-}$
0,02 → 0,12→ 0,16 (mol)
quá trình nhận e
4H$^{+ }$+ NO$_{3}$$^{‑ }$+ 3e → NO + 2H$_{2}$O (*)
0,28 0,21 ← 0,07 (mol)
Lượng H$^{+}$ có trong dd Y là: n$_{H+}$ = n$_{HNO3}$ + 8n$_{S}$ – 4n$_{NO}$ = 0,5 + 8.0,02 – 4.0,07 = 0,38 (mol)
Ta có hệ: \(\left\{ \begin{array}{l}{m_{hhX}} = 56x + 64y + 0,02.32 = 2,72\\Bt\,e:3x + 2y + 0,12 = 0,21\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}x = 0,02\\y = 0,015\end{array} \right.\)
Vậy dd Y chứa \(\left\{ \begin{array}{l}F{e^{3 + }}:0,02\,\,mol\\C{u^{2 + }}:0,015\,mol\\{H^ + }:0,38\,\,mol\\S{O_4}^{2 – }:\,0,02\,mol\\N{O_3}^ – :0,43\,mol\end{array} \right. + Cu:a(mol) \to \left\{ \begin{array}{l}F{e^{2 + }}:0,015\,\,mol\\C{u^{2 + }}:0,015\, + a\,mol\\S{O_4}^{2 – }:\,0,02\,mol\\N{O_3}^ – :\end{array} \right. + NO + {H_2}O\)
Cho Cu vào dd Y có: n$_{NO}$ = 1/4n$_{H+}$ = 1/4.0,38 = 0,095 (mol) (Nhìn theo tương tự như bán phản ứng (*))
B. ảo toàn e ta có: 2n$_{Cu}$ = n$_{Fe3+}$ + 3n$_{NO}$ = 0,02 + 3.0,095 → n$_{Cu}$ = 0,1525 (mol)
→ m$_{Cu}$ = 0,1525×64 = 9,76 (g)
Đáp án C
