Cho m gam Mg vào 500 ml dung dịch gồm H2SO4 0,4M và Cu(NO3)2. Sau...

Phương pháp: Do sau phản ứng thu được khí H2​ và hỗn hợp kim loại (Mg dư và Cu) nên dung dịch Y không chứa $NO_{3}^{-}$ và $C{{u}^{2+}}$
$\Rightarrow $ Y chứa $M{{g}^{2+}}$ (x mol); $NH_{4}^{+}$ (y mol) và $SO_{4}^{2-}$ (0,2 mol)
Sơ đồ: $m(g)M{{g}^{+}}\left\{ \begin{aligned}
& {{H}_{2}}S{{O}_{4}}:0,2 \\
& Cu{{(N{{O}_{3}})}_{2}} \\
\end{aligned} \right.\to X\left\{ \begin{aligned}
& {{N}_{2}}:0,02 \\
& {{H}_{2}}:0,03 \\
\end{aligned} \right.+2(g)\left\{ \begin{aligned}
& Mg \\
& Cu \\
\end{aligned} \right.+dd\text{ Y}\left\{ \begin{aligned}
& M{{g}^{2+}}:x \\
& NH_{4}^{+}:y \\
& SO_{4}^{2-}:0,2 \\
\end{aligned} \right.$
BTNT "N": ${{n}_{Cu{{(N{{O}_{3}})}_{2}}}}={{n}_{Cu}}=({{n}_{NH_{4}^{+}}}+2{{n}_{{{N}_{2}}}})/2\Rightarrow {{n}_{Cu}}$ theo y
Lập hệ 2 phương trình dựa vào các dữ kiện:
BTĐT cho dung dịch Y: $2{{n}_{M{{g}^{2+}}}}+{{n}_{NH_{4}^{+}}}=2{{n}_{SO_{4}^{2-}}}$
BTe: $2{{n}_{Mg\text{ pư}}}=2{{n}_{Cu}}+10{{n}_{{{N}_{2}}}}+2{{n}_{{{H}_{2}}}}+8{{n}_{NH_{4}^{+}}}$
Giải hệ thu được x và y
$\Rightarrow {{n}_{Cu}}\Rightarrow {{m}_{\text{Mg dư}}}\Rightarrow m={{m}_{Mg}}$ ban đầu $={{m}_{Mg\text{ pư}}}+{{m}_{Mg\text{ dư}}}$
Hướng dẫn giải:
Đặt ${{n}_{{{N}_{2}}}}=a$ và ${{n}_{{{H}_{2}}}}=b$ (mol)
${{n}_{x}}=n\text{x}=a+b=1,12:22,4=0,05$ (1)
${{m}_{x}}=n\text{x}.M\text{x}\Rightarrow 28\text{a}+2b=0,05.6,2.2$ (2)
Giải (1) và (2) được: $a=0,02$ và $b=0,03$
Do sau phản ứng thu được khí H2​ và hỗn hợp KL (Mg dư và Cu) nên dung dịch Y không chứa $NO_{3}^{-}$ và $C{{u}^{2+}}$
$\Rightarrow $ Y chứa $M{{g}^{2+}}$ (x mol); $NH_{4}^{+}$ (y mol) và $SO_{4}^{2-}$ (0,2 mol)
$m(g)M{{g}^{+}}\left\{ \begin{aligned}
& {{H}_{2}}S{{O}_{4}}:0,2 \\
& Cu{{(N{{O}_{3}})}_{2}} \\
\end{aligned} \right.\to X\left\{ \begin{aligned}
& {{N}_{2}}:0,02 \\
& {{H}_{2}}:0,03 \\
\end{aligned} \right.+2(g)\left\{ \begin{aligned}
& Mg \\
& Cu \\
\end{aligned} \right.+dd\text{ Y}\left\{ \begin{aligned}
& M{{g}^{2+}}:x \\
& NH_{4}^{+}:y \\
& SO_{4}^{2-}:0,2 \\
\end{aligned} \right.$
BTNT "N": ${{n}_{Cu{{(N{{O}_{3}})}_{2}}}}={{n}_{Cu}}=({{n}_{NH_{4}^{+}}}+2{{n}_{{{N}_{2}}}})/2=(y+2.0,02)/2=0,5y+0,02\text{ (mol)}$
$\Rightarrow {{n}_{Cu}}=0,5y+0,02$
BTĐT cho dung dịch Y: $2{{n}_{M{{g}^{2+}}}}+{{n}_{NH_{4}^{+}}}=2{{n}_{SO_{4}^{2-}}}\Rightarrow 2\text{x}+y=0,2.2$ (3)
BTe: $2{{n}_{Mg\text{ pư}}}=2{{n}_{Cu}}+10{{n}_{{{N}_{2}}}}+2{{n}_{{{H}_{2}}}}+8{{n}_{NH_{4}^{+}}}\Rightarrow 2\text{x}=2(0,5y+0,02)+10.0,02+2.0,03+8y$ (4)
Giải (3) và (4) thu được $x=0,195$ và $y=0,01$
$\Rightarrow {{n}_{Cu}}=0,5y+0,02=0,025\text{ mol}\Rightarrow {{\text{m}}_{Mg\text{ dư}}}=2-0,025.64=0,4\text{ gam}$
$\Rightarrow m={{m}_{Mg\text{ ban đầu}}}={{m}_{\text{Mg pư}}}+{{m}_{Mg\text{ dư}}}=0,195.24+0,4=5,08\text{ gam}$.