Để giải bài toán này, chúng ta sẽ tiến hành từng bước theo yêu cầu.
### Phần a: Tính các thể tích V1, V2, V3
**Bước 1: Tính số mol CuO và số mol CO**
- Khối lượng CuO = 3,2 g
- Khối lượng mol CuO = 63,5 (Cu) + 16 (O) = 79,5 g/mol
- Số mol CuO = \( n_{CuO} = \frac{3,2}{79,5} \approx 0,0402 \) mol
Phản ứng giữa CuO và CO:
\[ \text{CuO} + \text{CO} \rightarrow \text{Cu} + \text{CO}_2 \]
Từ phản ứng trên, 1 mol CuO sẽ phản ứng với 1 mol CO. Vậy số mol CO cũng sẽ là 0,0402 mol.
**Bước 2: Tính số mol CO2 sinh ra**
Khí CO đi qua nước vôi trong dư sẽ tạo ra CaCO3 (kết tủa):
\[ \text{Ca(OH)}_2 + \text{CO}_2 \rightarrow \text{CaCO}_3 \downarrow + \text{H}_2O \]
Khối lượng CaCO3 = 1 g
Khối lượng mol CaCO3 = 100 g/mol
Số mol CaCO3 = \( n_{CaCO3} = \frac{1}{100} = 0,01 \) mol
Vì 1 mol CO2 tạo ra 1 mol CaCO3, vậy số mol CO2 cũng là 0,01 mol.
**Bước 3: Tính thể tích khí NO**
Số mol khí CO2 phản ứng với HNO3:
- Từ phản ứng với HNO3: \( 3 \text{HNO}_3 + \text{Cu} \rightarrow \text{Cu(NO}_3)_2 + 3 \text{H}_2O + \text{NO} \)
- 1 mol Cu tạo ra 1 mol NO.
Tổng số mol Cu sau phản ứng với CO:
Số mol Cu = 0,0402 mol (do CuO đã phản ứng hoàn toàn) - 0,01 mol (Cu dùng để tạo ra CaCO3).
Số mol Cu còn lại = 0,0402 - 0,01 = 0,0302 mol.
Số mol NO tạo ra từ Cu:
\[ n_{NO} = n_{Cu} = 0,0302 \text{ mol} \]
Thể tích NO:
\[ V_1 = n_{NO} \times 22,4 = 0,0302 \times 22,4 \approx 678,48 \text{ ml} \approx 0,678 \text{ l} \]
**Bước 4: Tính thể tích khí NO khi phản ứng với HCl**
Phản ứng giữa HCl và Cu:
\[ \text{Cu} + 2 \text{HCl} \rightarrow \text{CuCl}_2 + \text{H}_2 \]
Số mol HCl trong 760 ml dung dịch nồng độ 2/3 mol/l:
\[ n_{HCl} = \frac{2}{3} \times 0,760 = 0,50667 \text{ mol} \]
Số mol NO tạo ra từ HCl = Số mol Cu đã phản ứng = 0,0302 mol.
Phản ứng với HCl sẽ tạo ra khí NO:
Số mol HCl đã phản ứng với Cu = 0,0302 * 2 = 0,0604 mol.
Số mol HCl còn lại:
\[ n_{HCl \text{ còn lại}} = 0,50667 - 0,0604 = 0,44627 \text{ mol} \]
Số mol NO từ HCl sẽ là nửa số mol HCl còn lại:
\[ n_{NO} = \frac{n_{HCl \text{ còn lại}}}{2} = \frac{0,44627}{2} = 0,223135 \text{ mol} \]
Thể tích NO khi thêm HCl:
\[ V_2 = n_{NO} \times 22,4 = 0,223135 \times 22,4 \approx 5000 \text{ ml} \approx 5 \text{ l} \]
**Bước 5: Tính thể tích khí V3 khi thêm Mg**
Phản ứng giữa Mg với HCl tạo ra khí H2 và muối clorua:
\[ \text{Mg} + 2 \text{HCl} \rightarrow \text{MgCl}_2 + \text{H}_2 \]
Số mol Mg = \( n_{Mg} = \frac{12}{24} = 0,5 \text{ mol} \)
Khí H2 sinh ra từ Mg = 0,5 mol:
\[ V_3 = n_{H2} \times 22,4 = 0,5 \times 22,4 = 11,2 \text{ l} \]
**Tóm tắt:**
- \( V_1 \approx 0,678 \text{ l} \)
- \( V_2 \approx 5 \text{ l} \)
- \( V_3 \approx 11,2 \text{ l} \)
### Phần b: Tính khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp M
Hỗn hợp M bao gồm các kim loại đã phản ứng. Từ phản ứng với HNO3, số mol Cu còn lại là 0,0302 mol. Khối lượng Cu = 0,0302 mol * 63,5 g/mol = 1,9197 g.
Sau khi cho Mg vào, phản ứng với HCl sẽ tạo ra thêm MgCl2.
Khối lượng Mg = 12 g.
Vậy khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp M là:
- Cu: 1,9197 g
- Mg: 12 g
### Kết luận:
- **Thể tích khí V1, V2, V3 lần lượt là**: 0,678 l; 5 l; 11,2 l.
- **Khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp M là**: Cu khoảng 1,92 g và Mg 12 g.