Bài 4 trang 198 SGK hóa học 12 nâng cao

Đề bài

Cho một hỗn hợp gồm có \(1,12\) gam \(Fe\) và  \(0,24\) gam \(Mg\) tác dụng với \(250\; ml\) dung dịch \(CuS{O_4}\). Phản ứng thực hiện xong, người ta thu được kim loại có khối lượng là \(1,88\) gam. Tính nồng độ mol của dung dịch \(CuS{O_4}\) đã dùng.

Lời giải chi tiết

Ta có: \(n_{Fe}^{} = 0,02mol;n_{Mg}^{} = 0,01mol\)

Độ tăng khối lượng của kim loại sau phản ứng

\(\Delta m_\text{tăng}^{} = 1,88 - (0,02.56 + 0,01.24) = 0,52(g)\)

\(Mg\) có tính khử mạnh hơn \(Fe\) nên \(Mg\) sẽ ưu tiên phản ứng với \(C{u^{2 + }}\).

\(\eqalign{
& Mg + CuSO_4^{}\buildrel {} \over
\longrightarrow MgSO_4^{} + Cu.\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\left( 1 \right)\, \cr 
& \,0,01 \to 0,01\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\to0,01 \cr} \) 

Nếu \(Mg\) đã phản ứng hết thì theo (1) ta có

\(\Delta m_\text{tăng}^{} = 0,01.64 - 0,01.24 = 0,4(g)\, < {\rm{ }}0,52{\rm{ }}\left( g \right)\) 

Như vậy \(Fe\) đã phản ứng với \(C{u^{2 + }}\). Đặt số mol \(Fe\) đã phản ứng là \(x\) (mol)

\(\eqalign{
& Mg + CuSO_4^{}\buildrel {} \over
\longrightarrow MgSO_4^{} + Cu.\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\left( 1 \right) \cr 
& 0,01 \to 0,01\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, \;\;\to 0,01 \cr 
& Fe + CuS{O_4}\buildrel {} \over
\longrightarrow FeS{O_4} + Cu. \cr 
& x\, \to \,\,\,x\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\;\;\; \to \,x \cr} \) 

Chất rắn thu được sau phản ứng :

\(\eqalign{
& Cu = \left( {0,01 + x} \right){\rm{ }}mol;{\rm{ }}F{e_\text{dư}} = \left( {0,02 - x} \right){\rm{ }}mol. \cr 
& \Rightarrow 64.\left( {0,01 + x} \right) + {\rm{ }}56.\left( {0,02 - x} \right) = 1,88 \Rightarrow x{\rm{ }} = 0,015 \cr 
& \Rightarrow n_{CuS{O_4}}^{} = 0,025 \Rightarrow CM_{{CuS{O_4}}^{}}^{} = {{0,025} \over {0,25}} = 0,1M. \cr} \)