Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp X chứa Cu, Mg, Fe3O4 và Fe(NO3)2 trong dung dịch chứa 0,71 mol HCl thu được dung dịch Y chỉ chứa (m + 19,745)g hỗn hợp muối không chứa ion Fe3+ và 3,024 lit khí Z (dktc) gồm H2 và NO với tổng khối lượng là 1,67g. Cho NaOH dư vào Y thấy xuất hiện 27,34g kết tủa. Phần trăm khối lượng của Cu trong X là :
Phương pháp : Bảo toàn electron , Bảo toàn nguyên tố, Bảo toàn khối lượng.
Lời giải :
B1 : Xác định số mol Fe3O4 và Fe(NO3)2
Bảo toàn khối lượng : mX + mHCl = mmuối + mZ + mH2O
=> m + 0,71.36,5 = m + 19,745 + 1,67 + mH2O
=> nH2O = 0,25 mol
Có : nZ = 0,135 mol ; mZ = 1,67g
=> nH2 = 0,085 ; nNO = 0,05 mol
Bảo toàn H : nHCl = 4nNH4+ + 2nH2 + 2nH2O => nNH4+ = 0,01 mol
Bảo toàn N : 2nFe(NO3)2 = nNO + nNH4+ => nFe(NO3)2 = 0,03 mol
Bảo toàn O : 4nFe3O4 + 6nFe(NO3)2 = nH2O + nNO
=> nFe3O4 = 0,03 mol
B2 : Xác định số mol Cu và Mg
Bảo toàn e : (Vì chỉ có muối Fe2+)
Cho e : Cu -> Cu2+ + 2e
Mg -> Mg2+ + 2e
Nhận e : 2H+ + 2e -> H2
N+5 + 3e -> N+2
Fe3+ + 1e -> Fe2+
N+5 + 8e -> N-3
=> 2nCu + 2nMg = 2nH2 + 3nNO + 2nFe3O4 + 8nNH4+ = 0,46 mol(1)
Y + NaOH dư tạo kết tủa
=> Kết tủa gồm : Mg(OH)2 ; Cu(OH)2 ; 0,12 mol Fe(OH)2
=> 58nMg + 98nCu(OH)2 + 0,12.90 = 27,34g(2)
Từ (1,2) => nMg = 0,15 ; nCu = 0,08 mol
=> %mCu = 24,29%