Hòa tan 13,90 gam hỗn hợp A gồm Mg,Al,Cu bằng V mL dung dịch HNO3 5M ( vừa đủ ) , giải phóng ra 20,16 lít khí NO2 duy nhất ở đktc và dung dịch B . Thêm dung dịch NaOH dư vào dung dịch B , ;ấy kết tủa nung ở nhiệt độ cao tới khối lượng không đổi thu được chất rắn D . Dẫn luồng khí H2 dư đi qua D đun nóng , thu được 14,40 gam chất rắn E . Các phản ứng xảy ra hoàn toàn . tính % theo khối lượng của mỗi kim loại trong hỗn hợp A và tính V

Đáp án:

Tham khảo

Giải thích các bước giải:

Tóm tắt hướng giải

`-` Hỗn hợp kim loại ban đầu `+HNO_3` (không tạo `NH_4+`) sau đó dẫn hỗn hợp muối `(Al^{3+};Mg^{2+};Cu^{2+})` qua `NaOH` thì tủa còn lại là `Mg(OH)_2;Cu(OH)_2` do `NaOH` dư nên kết tủa do nhôm sinh ra bị hòa tan , sau đó lần lượt nung và khử các oxit tạo thành cuối cùng thu được `MgO` (không bị khử) và `Cu`

`n_{NO_2}=(20,16)/(22,4)=0,9(mol)`

Bán phản ứng :

`2H^+ + NO_3^{-} + 1e -> NO_2 + H_2O`

`=>n_{HNO_3}=2n_{NO_2}=1,8(mol)`

`=>V_{HNO_3}=(1,8)/5=0,36(l)=360(ml)`

Đặt :

`n_{Cu}=a(mol)`

`n_{Al}=b(mol)`

`n_{Mg}=c(mol)`

Bảo toàn e:

`2n_{Cu}+3n_{Al}+2n_{Mg}=n_{NO_2}`

`=>2a+3b+2c=0,9(1)`

Bảo toàn nguyên tố :

`n_{Cu(ran)}=n_{Cu(A)}=a(mol)`

`n_{MgO}=n_{Mg}=b(mol)`

`=>64a+40c=14,4(2)`

`m_{kim\ loai\ bd}=64a+27b+24c=13,9(3)`

`(1)(2)(3)=>a=b=0,1(mol);c=0,2(mol)`

`=>%m_{Cu}=(64.0,1.100)/(13,9)=46,04(%)`

`%m_{Al}=(0,1.27.100)/(13,9)=19,42(%)`

`%m_{Mg}=100-(19,42+46,04)=34,54(%)`

`(n_{Mg};n_{Al};n_{Cu})=(x;y;z)(mol)`

`->24x+27y+64z=13,9(1)`

`Mg^0->Mg^{+2}+2e`

`Al^0->Al^{+3}+3e`

`Cu^0->Cu^{+2}+2e`

`N^{+5}+1e->N^{+4}`

Bảo toàn electron: `2x+3y+2z=n_{NO_2}=0,9(2)`

\(A\xrightarrow{+HNO_3}\begin{cases} Mg(NO_3)_2\\ Al(NO_3)_3\\ Cu(NO_3)_2\end{cases}\xrightarrow{+NaOH\ \rm dư}\begin{cases} Mg(OH)_2\\ Cu(OH)_2 \end{cases}\xrightarrow{t^o}\begin{cases} MgO\\ CuO \end{cases}\xrightarrow{+H_2,t^o}\begin{cases} MgO\\ Cu \end{cases}\)

Bảo toàn Mg: `n_{MgO}=n_{Mg}=x(mol)`

Bảo toàn Cu: `n_{Cu(sau)}=n_{Cu}=z(mol)`

`->40x+64z=14,4(3)`

`(1)(2)(3)->x=0,2;y=0,1;z=0,1`

`\%m_{Mg}={0,2.24}/{13,9}.100\%\approx  34,53\%`

`\%m_{Al}={0,1.27}/{13,9}.100\%\approx 19,42\%`

`\%m_{Cu}=100-34,53-19,42=46,05\%`

Bảo toàn N: 

`n_{HNO_3}=n_{NO_3^-}+n_{NO_2}`

`=2x+3y+2z+n_{NO_2}`

`=0,9.2=1,8(mol)`

`->V_{dd\ HNO_3}={1,8}/5=0,36(l)=360(ml)`

`->V=360`