Để giải bài toán này, chúng ta sẽ phân tích từng phần một.
### Phần a: Xác định kim loại M
1. **Tính số mol CuSO4 ban đầu:**
- Thể tích dung dịch = 0,5 L
- Nồng độ = 0,2 M
- Số mol CuSO4 = n = C × V = 0,2 mol/L × 0,5 L = 0,1 mol
2. **Tính số mol CuSO4 còn lại:**
- Nồng độ CuSO4 còn lại = 0,1 M
- Thể tích dung dịch = 0,5 L
- Số mol CuSO4 còn lại = 0,1 mol/L × 0,5 L = 0,05 mol
3. **Tính số mol CuSO4 đã phản ứng:**
- Số mol CuSO4 đã phản ứng = Số mol CuSO4 ban đầu - Số mol CuSO4 còn lại
- = 0,1 mol - 0,05 mol = 0,05 mol
4. **Tính số mol Cu tạo thành:**
- Theo phản ứng, mỗi mol CuSO4 cho 1 mol Cu. Do đó, số mol Cu tạo thành = 0,05 mol.
5. **Tính khối lượng Cu đã tạo thành:**
- Khối lượng Cu = số mol × khối lượng mol
- Khối lượng mol của Cu = 63,5 g/mol
- Khối lượng Cu = 0,05 mol × 63,5 g/mol = 3,175 g
6. **Khối lượng thanh M tăng lên:**
- Khối lượng thanh M tăng = 0,40 g
- Thông qua phản ứng, 1 mol kim loại M hoá trị II sẽ cho ra 1 mol Cu.
- Do đó, kim loại M phải có khối lượng mol = (0,40 g / 3,175 g) × 63,5 g/mol.
7. **Tính khối lượng mol của kim loại M:**
- Khối lượng mol của kim loại M = 0,40 g / 0,05 mol × 63,5 g/mol = 508 g/mol
- Với khối lượng mol này, kim loại M có thể là Pb (Chì), với khối lượng mol khoảng 207 g/mol.
=> Vậy kim loại M là **Pb (Chì)**.
### Phần b: Tính m(g) của kim loại M trong dung dịch chứa AgNO3 và Cu(NO3)2
1. **Tính số mol của mỗi muối trong 1 lít dung dịch:**
- Nồng độ AgNO3 = 0,1 M ⇒ Số mol = 0,1 mol
- Nồng độ Cu(NO3)2 = 0,1 M ⇒ Số mol = 0,1 mol
2. **Tính số mol của kim loại M cần dùng:**
- Kim loại M (Pb) sẽ phản ứng với AgNO3 và Cu(NO3)2.
- Phản ứng với AgNO3: M + 2AgNO3 → M(NO3)2 + 2Ag
- Phản ứng với Cu(NO3)2: M + Cu(NO3)2 → M(NO3)2 + Cu
3. **Số mol Ag tạo thành:**
- Khối lượng A = 15,28 g
- Khối lượng mol của Ag = 107 g/mol
- Số mol Ag = 15,28 g / 107 g/mol = 0,143 mol
4. **Số mol của kim loại M cần thiết để tạo ra 0,143 mol Ag:**
- Theo phản ứng, mỗi 1 mol M tạo ra 2 mol Ag ⇒ số mol M cần = 0,143 mol / 2 = 0,0715 mol.
5. **Tính khối lượng của kim loại M:**
- Khối lượng M = số mol × khối lượng mol
- Khối lượng mol của M (Pb) = 207 g/mol
- Khối lượng M = 0,0715 mol × 207 g/mol = 14,81 g.
=> Vậy khối lượng m của kim loại M là **14,81 g**.