Cho m gam bột Al vào 500 ml dung dịch A gồm CuSO4, Ag 2 SO4 một thời gian thu được chất rắn B nặng 3,33 gam và dung dịch C. Chia B thành hai phần bằng nhau. Phần 1: tác dụng với NaOH dư thu được 1,512 lít H2 (đktc) Phần 2: tác dụng với HNO3 dư thu được 1,455 gam NO duy nhất Thêm HCl dư vào C không thấy xuất hiện kết tủa được dung dịch D. Nhúng một thanh sắt vào D đến khi dung dịch mất màu xanh và lượng khí H2 thoát ra là 0,448 lít (đktc) thì nhấc thanh sắt ra cân lại thấy khối lượng giảm đi 1,072 gam so với ban đầu (kim loại thoát ra bám vào thanh sắt). Tính m và C M các muối trong A?

Đây là dạng câu hỏi tính toán hóa học cơ bản. Trước hết cần xác định dữ kiện đề bài đang cho dưới dạng khối lượng, số mol hoặc thể tích khí, sau đó chọn công thức phù hợp để tìm kết quả.

Giả sử C M của CuSO4 và Ag 2 SO4 lần lượt là x và y M Ta đồng nhất số liệu các phần để thuận tiện: m gam Al+ 0,25x mol CuSO4; 0,25y mol Ag 2 SO4 1,665 gam chất rắn B+ NaOH dư thu được 0,0675 mol H2 1,665 gam chất rắn B+ HNO3 dư thu được 0,0485 mol NO Dung dịch C+ HCl dư → Dung dịch D+ Fe tạo ra 0,02 mol H2; m Fe giảm =1,072 gam Chất rắn B tác dụng với NaOH dư nên B có chứa Al dư Al+ NaOH+ H2O → NaAlO2+ 3/2 H2 0,045← 0,0675 mol Dung dịch C phản ứng với HCl không thu được kết tủa nên dung dịch C không có Ag 2 SO4, Ag 2 SO4 phản ứng hết. Giả sử số mol Cu trong chất rắn B là a mol

Vậy chất rắn B có chứa 0,045 mol Al dư, 0,5y mol Ag; a mol Cu → 27. 0,045+ 108.0,5y+ 64a= 1,665

Bảo toàn electron ta có: 3.n Al+ n Ag+ 2.n Cu = 3.n NO → 0,135+ 0,5y+ 2a= 0,1455 Giải hệ trên ta có: y= 0,003; a= 0,0045

Suy ra dung dịch C chứa 0,000175 mol Al 2 (SO4 ) 3; 0,25x – 0,0045 mol CuSO4 dư; 0,04 mol HCl dư Khi cho Fe+ dung dịch C ta có: Fe+ 2HCl → FeCl 2+ H2 0,02 0,02 Fe+ CuSO4 → FeSO4+ Cu (0,25x – 0,0045) (0,25x – 0,0045) mol Khối lượng chất rắn giảm= m Fe− m Cu → x → n Al ban đầu → m Giả sử C M của CuSO4 và Ag 2 SO4 lần lượt là x và y M Ta đồng nhất số liệu các phần để thuận tiện: m gam Al+ 0,25x mol CuSO4; 0,25y mol Ag 2 SO4 1,665 gam chất rắn B+ NaOH dư thu được 0,0675 mol H2 1,665 gam chất rắn B+ HNO3 dư thu được 0,0485 mol NO Dung dịch C+ HCl dư → Dung dịch D+ Fe tạo ra 0,02 mol H2; m Fe giảm =1,072 gam Chất rắn B tác dụng với NaOH dư nên B có chứa Al dư Al+ NaOH+ H2O → NaAlO2+ 3/2 H2 0,045← 0,0675 mol Dung dịch C phản ứng với HCl không thu được kết tủa nên dung dịch C không có Ag 2 SO4, Ag 2 SO4 phản ứng hết. Giả sử số mol Cu trong chất rắn B là a mol

Vậy chất rắn B có chứa 0,045 mol Al dư, 0,5y mol Ag; a mol Cu → 27. 0,045+ 108.0,5y+ 64a= 1,665

Bảo toàn electron ta có: 3.n Al+ n Ag+ 2.n Cu = 3.n NO → 0,135+ 0,5y+ 2a= 0,1455 Giải hệ trên ta có: y= 0,003; a= 0,0045

Suy ra dung dịch C chứa 0,000175 mol Al 2 (SO4 ) 3; 0,25x – 0,0045 mol CuSO4 dư; 0,04 mol HCl dư Khi cho Fe+ dung dịch C ta có: Fe+ 2HCl → FeCl 2+ H2 0,02 0,02 Fe+ CuSO4 → FeSO4+ Cu (0,25x – 0,0045) (0,25x – 0,0045) mol Khối lượng chất rắn giảm= m Fe− m Cu → 56. (0,25x – 0,0045+ 0,02) – 64. (0,25x – 0,0045) = 1,072 → x= 0,042 mol → n Al ban đầu = 0,097 mol → m = 2,619 gam

Vậy C M của dung dịch CuSO4 0,042M; Ag 2 SO4 0,003M; m= 2,619 gam

Đáp án A

Từ phân tích trên, đáp án đúng là A. CuSO4 0,042M; Ag 2 SO4 0,003M; m= 2,619 gam.