Bài 2 cho 1 lá đồng có khối lượng 4g và 100 ml dung dịch sliver nitrate 0,5M. Sau khoảng 15 phút lấy lá kim loại ra, rửa nhẹ làm khô cân được 7,04g. Tính nồng độ các chất trong dung dịch sau phản ứng

Question

Accepted Answer

Để giải bài toán này, ta cần xác định các phản ứng xảy ra và tính nồng độ các chất trong dung dịch sau phản ứng.

1. **Phản ứng xảy ra**:
   Lá đồng (Cu) phản ứng với dung dịch bạc nitrat (AgNO3) theo phương trình phản ứng sau:

$$
   Cu + 2AgNO_3 \rightarrow Cu(NO_3)_2 + 2Ag
   $$

2. **Tính số mol của các chất**:
   - Khối lượng của lá đồng là 4g. Ta tính số mol của Cu:
     $$
     n_{Cu} = \frac{m}{M} = \frac{4g}{63.5g/mol} \approx 0.063 \text{ mol}
     $$
   - Dung dịch bạc nitrat có nồng độ 0.5M, thể tích 100ml, nên số mol của AgNO3:
     $$
     n_{AgNO_3} = C \times V = 0.5 \text{ mol/L} \times 0.1 \text{ L} = 0.05 \text{ mol}
     $$

3. **Phân tích phản ứng**:
   Theo phương trình phản ứng, 1 mol Cu phản ứng với 2 mol AgNO3. Do đó, số mol AgNO3 cần thiết để phản ứng hoàn toàn với 0.063 mol Cu là:
   $$
   n_{AgNO_3 \, cần} = 2 \times n_{Cu} = 2 \times 0.063 = 0.126 \text{ mol}
   $$

Nhưng số mol AgNO3 hiện có là 0.05 mol, do đó AgNO3 là chất giới hạn.

4. **Tính số mol bạc (Ag) sinh ra**:
   Từ phương trình phản ứng, mỗi 2 mol AgNO3 sẽ sinh ra 2 mol Ag. Vậy số mol Ag sinh ra sẽ là:
   $$
   n_{Ag} = n_{AgNO_3} = 0.05 \text{ mol}
   $$

5. **Khối lượng bạc thu được**:
   Khối lượng bạc sinh ra:
   $$
   m_{Ag} = n_{Ag} \times M_{Ag} = 0.05 \text{ mol} \times 107.9 \text{ g/mol} = 5.395 \text{ g}
   $$

6. **Tính nồng độ các chất còn lại trong dung dịch**:
   Sau phản ứng, khối lượng lá đồng là 7.04g. Khối lượng đồng ban đầu là 4g, vậy khối lượng đồng tham gia phản ứng là:
   $$
   m_{Cu\, phản ứng} = 7.04g - 4g = 3.04g
   $$

Số mol Cu phản ứng:
   $$
   n_{Cu\, phản ứng} = \frac{3.04g}{63.5g/mol} \approx 0.048 \text{ mol}
   $$

Thay vào phương trình phản ứng, số mol AgNO3 đã phản ứng:
   $$
   n_{AgNO_3\, đã\, phản ứng} = 2 \times n_{Cu\, phản ứng} = 2 \times 0.048 = 0.096 \text{ mol}
   $$

Số mol AgNO3 còn lại trong dung dịch:
   $$
   n_{AgNO_3\, còn lại} = n_{AgNO_3} - n_{AgNO_3\, đã\, phản ứng} = 0.05 - 0.096 \text{ mol} \quad \text{(không có AgNO3 còn lại)}
   $$

Số mol Cu(NO3)2 sinh ra bằng số mol Cu phản ứng:
   $$
   n_{Cu(NO_3)_2} = n_{Cu\, phản ứng} \approx 0.048 \text{ mol}
   $$

7. **Nồng độ các chất trong dung dịch**:
   Dung dịch có thể tích 100 ml (0.1 L):
   - Nồng độ Cu(NO3)2:
     $$
     C_{Cu(NO_3)_2} = \frac{n_{Cu(NO_3)_2}}{V} = \frac{0.048}{0.1} = 0.48 \text{ M}
     $$
   - Nồng độ AgNO3:
     $$
     C_{AgNO_3} = 0 \text{ M}
     $$
   - Nồng độ Ag:
     $$
     C_{Ag} = \frac{n_{Ag}}{V} = \frac{0.05}{0.1} = 0.5 \text{ M}
     $$

**Kết luận**:
- Nồng độ Cu(NO3)2: 0.48 M
- Nồng độ AgNO3: 0 M
- Nồng độ Ag: 0.5 M