Hoà tan hoàn toàn m g bột Cu trong 800 g dung dịch HNO3 được dung dịch Y và 2,24 lit khí NO (đktc). Y tác dụng vừa đủ với 300 ml dung dịch NaOH 2M được kết tủa R. Sau khi nung R đến khối lượng không đổi thu được 20 g chất rắn.
a. Tính khối lượng Cu ban đầu.
b. Tính khối lượng các chất trong Y và nồng độ % của dung dịch HNO3 đã dùng
nNO = 2,24/22,4 = 0,1 mol; nNaOH = 0,3.0,2 = 0,06 mol
a. Khi cho Y tác dụng với dung dịch NaOH thu được kết tủa R chỉ chứa Cu(OH)2.
Chất rắn thu được khi nung là CuO => nCuO = 20/80 = 0,25 mol
=> nCu(OH )2 = nCuO = 0,25 mol.
Theo định luật bảo toàn nguyên tố:
nCu (ban đầu) = nCu (trong CuO) = 0,25 mol => mCu = 0,25.64 = 16 g
b. Trong X, nCu2+ = nCu(OH)2 = 0,25 mol => mCu(NO3)2 = 188.0,25 = 47 g
Cu → Cu2+ + 2e
0,25 mol 0,5 mol
Mà: N+5 + 3e → N+2
0,3 mol 0,1 mol
Vậy chứng tỏ phản ứng của Cu và HNO3 phải tạo ra NH4NO3.
ne (Cu nhường) = Σne nhận = 0,5 mol => ne nhận N+5 →N-3 = 0,5 – 0,3 = 0,2 mol
N+5 + 8e → N-3
0,2 mol 0,025 mol
nNH4NO3 = 0,025 mol => mNH4NO3 = 80.0,025 = 2 g
Theo định luật bảo toàn nguyên tố:
n HNO3 pư = nN (trong Cu(NO3)2 ) + nN (trong NO) + nN (trong NH4NO3)
= 2nCu(NO3)2 + nNO + 2nNH4NO3 = 0,65 mol
Nếu sử dụng công thức tính nhanh ở trên ta có:
nHNO3 pư = 4.nNO + 10.nNH4NO3 = 4.0,1 + 10.0,25 = 0,65 mol
mHNO3 = 63.0,65 = 40,95 g => C% = 40,95/800.100% = 5,12%
