Cho 5,2 g hỗn hợp A gồm al Fe cu tác dụng với 120 ml dung dịch NaOH 1M thu được 2,688 lít khí H2 ở điều kiện tiêu chuẩn sau đó thêm 400 ml dung dịch HCl 1M và đun nóng đến khi khí ngừng thoát ra lọc tách chất rắn B cho B tác dụng vừa hết với dung dịch HNO3 loãng thu được dung dịch C và 0,672 lít đk tiêu chuẩn một khí bị hóa nâu ngoài không khí là sản phẩm khử duy nhất cho C tác dụng với dung dịch NaOH dư được m gam kết tủa D. Tính phần trăm khối lượng các kim loại trong a và tính m

Đáp án:

$n_{NaOH}=0,12$ mol 

$n_{H_2}=0,12$ mol 

$n_{HCl}=0,4$ mol 

$n_{NO}=0,03$ mol 

$Al+NaOH+H_2O\to NaAlO_2+1,5H_2$ 

$n_{NaOH\text{pứ}}=n_{Al\text{pứ}}=\dfrac{0,12}{1,5}=0,08$ mol $<0,12$ mol 

$\Rightarrow NaOH$ dư $0,04$ mol 

$n_{Al\text{bđ}}=0,08$ mol  

$n_{NaAlO_2}=0,08$ mol 

Đặt $x, y$ là số mol $Fe, Cu$ ban đầu 

$\Rightarrow 56x+64y+0,08.27=5,2$ 

$HCl+NaOH\to NaCl+H_2O$ 

$HCl+NaAlO_2+2H_2O\to Al(OH)_3+NaCl$ 

$3HCl+Al(OH)_3\to AlCl_3+3H_2O$ 

$2HCl+Fe\to FeCl_2+H_2$ 

$n_{HCl\text{trung hoà}}=0,04$ mol 

$\Rightarrow$ còn $0,4-0,04=0,36$ mol $HCl$  

+ Giả sử $HCl$ dư hoặc vừa đủ:

$\Rightarrow$ chất rắn thu được sau phản ứng là $Cu$ 

$3Cu+8HNO_3\to 3Cu(NO_3)_2+2NO+4H_2O$ 

$\Rightarrow \dfrac{2}{3}y=0,03$ 

$\Rightarrow y=0,045$ 

$\Rightarrow x=\dfrac{1}{350}$ 

Ta có $2n_{Fe}+4n_{NaAlO_2}<0,36$ nên thoả mãn $HCl$ dư 

$\%m_{Al}=\dfrac{0,08.27.100\%}{5,2}=41,54\%$

$\%m_{Fe}=\dfrac{\dfrac{1}{350}.56.100\%}{5,2}=3,08\%$

$\%m_{Cu}=55,38\%$

$n_{Cu(NO_3)_2}=n_{Cu}=0,045$ mol

$Cu(NO_3)_2+2NaOH\to  Cu(OH)_2+2NaNO_3$ 

$\Rightarrow n_{Cu(OH)_2}=0,045$ mol 

$\Rightarrow m=0,045.98=4,41g$

+ Nếu $HCl$ thiếu: 

$NaAlO_2$ có tính bazơ mạnh (vì $Al(OH)_3$ là một axit yếu) nên $HCl$ tác dụng đầu tiên (sau khi trung hoà xong $NaOH$) 

Phản ứng trung hoà được ưu tiên nên $HCl$ tác dụng với $Al(OH)_3$ sau đó đến $Fe$

$n_{Fe\text{ pứ}}=\dfrac{0,36-0,08.4}{2}=0,02$ mol 

$\Rightarrow n_{Fe\text{dư}}=x-0,02$ mol 

$Fe+4HNO_3\to Fe(NO_3)_3+NO+2H_2O$ 

$3Cu+8HNO_3\to 3Cu(NO_3)_2+2NO+4H_2O$ 

$\Rightarrow x-0,02+\dfrac{2}{3}y=0,03$ 

$\Rightarrow \begin{cases} x=0,044\\ y=0,009\end{cases}$ 

$\%m_{Al}=41,54\%$ 

$\%m_{Fe}=47,38\%$ 

$\%m_{Cu}=11,08\%$  

$Fe(NO_3)_3+3NaOH\to Fe(OH)_3+3NaNO_3$ 

$Cu(NO_3)_2+2NaOH\to Cu(OH)_2+2NaNO_3$

$n_{Fe(OH)_3}= 0,044-0,02=0,024$ mol 

$n_{Cu(OH)_2}=0,009$ mol 

$\Rightarrow m=3,45g$