Hòa tan hoàn toàn 3,04 gam hỗn hợp X gồm (Fe, Cu) tác dụng hoàn toàn với dung dịch HNO₃ loãng dư, sau phản ứng thu được 0,896 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc). Tính khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp X?

Phương pháp giải:

Cách 1: Viết và tính toán theo PTHH:

Đặt ẩn là số mol của Fe và Cu. Dựa vào dữ kiện đề bài để lập hệ phương trình.

Fe + 4HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + NO + 2H₂O

3Cu + 8HNO₃ → 3Cu(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O

Cách 2: Sử dụng định luật bảo toàn electron:

$\stackrel{0}{Fe}-3e\to \stackrel{+3}{Fe}\stackrel{+5}{N}+2e\to \stackrel{+2}{N}$

$\stackrel{0}{Cu}-2e\to \stackrel{+2}{Cu}$

Đặt ẩn là số mol của Fe và Cu. Dựa vào dữ kiện đề bài để lập hệ phương trình.

Giải chi tiết:

n_NO = 0,896/22,4 = 0,04 mol

Cách 1: Viết và tính toán theo PTHH

Đặt x, y lần lượt là số mol của Fe và Cu

Fe + 4HNO₃ → Fe(NO₃)₃ + NO + 2H₂O

x → x (mol)

3Cu + 8HNO₃ → 3Cu(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O

y → 2y/3 (mol)

- Khối lượng hỗn hợp: m _hh = 56x + 64y = 3,04 (1)

- Số mol khí NO thu được: n_NO = x + 2y/3 = 0,04 (2)

Giải (1) và (2) thu được x = 0,02 mol và y = 0,03 mol

Trong hỗn hợp ban đầu: m_Fe = 0,02.56 = 1,12 gam và m_Cu = 0,03.64 = 1,92 gam

Cách 2: Sử dụng định luật bảo toàn electron:

$\begin{array}{l}\stackrel{0}{Fe}-3e\to \stackrel{+3}{Fe}\stackrel{+5}{N}+2e\to \stackrel{+2}{N}\left(NO\right)\\ x\to 3x\mathrm{0,08}\leftarrow \mathrm{0,04}\\ \stackrel{0}{Cu}-2e\to \stackrel{+2}{Cu}\\ y\to 2y\end{array}$

- Khối lượng hỗn hợp: m _hh = 56x + 64y = 3,04 (1’)

- Định luật bảo toàn e: 3n_Fe + 2n_Cu = 3n_NO => 3x + 2y = 3.0,04 (2’)

Giải (1’) và (2’) thu được x = 0,02 mol và y = 0,03 mol

Trong hỗn hợp ban đầu: m_Fe = 0,02.56 = 1,12 gam và m_Cu = 0,03.64 = 1,92 gam