Hòa tan 4,94 g bột Cu có lẫn tạp chất kim loại R trong dd H2SO4 98% dư, đun nóng. Trung hòa axit dư bằng một lượng vừa đủ KOH thu được dd Y. Cho một lượng bột Zn vào dd Y, sau khi kết thúc thu được chất rắn có khối lượng bằng khối lượng bột Zn cho vào. Tính hàm lượng % R trong hh ban đầu. Biết R là một trong những kim loại Al, Fe, Ag, Au.
A.2,18% hoặc 3,23%
B.4,32% hoặc 4,67%
C.2,28% hoặc 1,32%
D.2,18% hoặc 2,28%
Cu + 2H2SO4 ---> CuSO4 + SO2 + 2H2O
x x
2R + 2nH2SO4 ---> R2(SO4)n + nSO2 + 2nH2O
y y/2
Zn + CuSO4 ---> ZnSO4 + Cu
x x x
nZn + R2(SO4)n ---> nZnSO4 + 2R (4)
ny/2 y/2
TH1. Nếu R là kim loại Al thì không có phản ứng (4) do đó chất rắn thu được là Cu (loại) vì khối lượng Cu sinh ra không thể = khối lượng Zn phản ứng.
TH2. Nếu R là Fe thì phản ứng (4) sẽ là: Zn + Fe2(SO4)3 ---> ZnSO4 + 2FeSO4. Do đó chất rắn thu được sau phản ứng là Cu (x mol = số mol Cu ban đầu) = khối lượng của Zn = 65 (x + y/2). Do đó: 64x = 65(x+y/2) loại. (y là số mol kim loại R ban đầu).
TH3. Nếu R là Ag thì p.ư (4) sẽ là Zn + Ag2SO4 ---> ZnSO4 + 2Ag. Chất rắn thu được sau phản ứng là Cu (x mol) và Ag (y mol). Zn đã phản ứng là x + y/2 mol.
Do đó, ta có: 64x + 108y = 65(x+y/2) hay x = 75,5y. Mặt khác: 64x + 108y = 4,94
Giải hệ thu được y = 0,001 mol. Như vậy %Ag = 0,108.100/4,94 = 2,18% (hợp lí vì đây là tạp chất nên chiếm tỉ lệ % nhỏ).
TH4. Nếu R là Au thì p.ư (4) sẽ là: 2Zn + Au2(SO4)3 ---> 3ZnSO4 + 2Au.
Ta có: 64x + 197y = 65(x+y) hay x = 132y thay vào pt: 64x + 197y = 4,94 thu được y = 0,00057 mol. Do đó %Au = 0,00057.197.100/4,94 = 2,28%.
