Câu 214.
Hòa tan hỗn hợp 3 kim loại Al, Fe, Cu (mol tỉ lệ 2 : 1 : 1) vào dung dịch chứa 1 mol HNO₃. Sau phản ứng thu được khí NO duy nhất và dung dịch X. Dùng X tác dụng với dung dịch NaOH dư, đun nóng, thu được m gam kết tủa sau nung. Tìm m?

Question

Accepted Answer

Để giải bài toán này, ta cần phân tích từng bước.

1. **Xác định phản ứng với HNO₃:**
   - Hỗn hợp kim loại có tỉ lệ mol 2 : 1 : 1 cho Al, Fe, Cu. Giả sử số mol của Al là 2x, Fe là x và Cu là x.
   - Tổng số mol kim loại = 2x + x + x = 4x.
   - Do tổng số mol kim loại là 4x và chúng ta có 1 mol HNO₃, ta cần tìm giá trị của x.
   - HNO₃ sẽ phản ứng với Al, Fe, Cu theo các phương trình sau:
     - Al + 4HNO₃ → Al(NO₃)₃ + 2NO + 2H₂O
     - Fe + 6HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + 3NO + 3H₂O
     - Cu + 4HNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2NO + 2H₂O

- Từ tỉ lệ mol, số mol HNO₃ cần cho các kim loại là:
     - Al cần: 4 * 2x = 8x
     - Fe cần: 6 * x = 6x
     - Cu cần: 4 * x = 4x
   - Tổng số mol HNO₃ cần = 8x + 6x + 4x = 18x.

- Ta có 1 mol HNO₃, nên cần có:
     $ 18x = 1 \implies x = \frac{1}{18} $.

2. **Tính số mol của từng kim loại:**
   - Al: $ 2x = 2 \cdot \frac{1}{18} = \frac{1}{9} $ mol.
   - Fe: $ x = \frac{1}{18} $ mol.
   - Cu: $ x = \frac{1}{18} $ mol.

3. **Xác định sản phẩm trong dung dịch X:**
   - Sau phản ứng với HNO₃, ta sẽ thu được:
     - Al(NO₃)₃: $ \frac{1}{9} $ mol.
     - Fe(NO₃)₃: $ \frac{1}{18} $ mol.
     - Cu(NO₃)₂: $ \frac{1}{18} $ mol.

4. **Tính lượng kết tủa khi tác dụng với NaOH dư:**
   - Từ dung dịch X, khi cho NaOH dư vào sẽ tạo thành các kết tủa:
     - Al(OH)₃: $ Al^{3+} + 3OH^- \rightarrow Al(OH)₃ $
     - Fe(OH)₃: $ Fe^{3+} + 3OH^- \rightarrow Fe(OH)₃ $
     - Cu(OH)₂: $ Cu^{2+} + 2OH^- \rightarrow Cu(OH)₂ $

- Số mol của các hydroxide:
     - Al(OH)₃: 1 mol Al cho ra 1 mol Al(OH)₃, nên: $ \frac{1}{9} $ mol Al(OH)₃.
     - Fe(OH)₃: 1 mol Fe cho ra 1 mol Fe(OH)₃, nên: $ \frac{1}{18} $ mol Fe(OH)₃.
     - Cu(OH)₂: 1 mol Cu cho ra 1 mol Cu(OH)₂, nên: $ \frac{1}{18} $ mol Cu(OH)₂.

- Tổng số mol kết tủa = $ \frac{1}{9} + \frac{1}{18} + \frac{1}{18} = \frac{2}{18} + \frac{1}{18} + \frac{1}{18} = \frac{4}{18} = \frac{2}{9} $ mol.

5. **Tính m:**
   - Khối lượng kết tủa sau nung:
     - Al(OH)₃ (M = 78 g/mol): $ \frac{1}{9} \cdot 78 = 8.67 $ g.
     - Fe(OH)₃ (M = 106 g/mol): $ \frac{1}{18} \cdot 106 = 5.89 $ g.
     - Cu(OH)₂ (M = 97 g/mol): $ \frac{1}{18} \cdot 97 = 5.39 $ g.

- Tổng khối lượng m:
     $ m = 8.67 + 5.89 + 5.39 = 19.95 $ g.

Vậy, m = 20 g (làm tròn).

**Đáp án:** m = 20 g.

Câu 214. Hòa tan hỗn hợp 3 kim loại Al, Fe, Cu (mol tỉ lệ 2 : 1 : 1) vào dung dịch chứa 1 mol HNO₃. Sau phản ứng thu được khí NO duy nhất và dung dịch X. Dùng X tác dụng với dung dịch NaOH dư, đun nóng...