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 $N{O}_3^{-}$ và $C{u}^{2+}$
$\Rightarrow$ Y chứa $M{g}^{2+}$ (x mol); $N{H}_4^{+}$ (y mol) và $S{O}_4^{2-}$ (0,2 mol)
Sơ đồ: $m(g)M{g}^{+}\{\begin{array}{rl}& H_{2}S{O}_4:0,2\\ & Cu{(N{O}_3)}_2\end{array}\to X\{\begin{array}{rl}& N_2:0,02\\ & H_2:0,03\end{array}+2(g)\{\begin{array}{rl}& Mg\\ & Cu\end{array}+dd\text{ Y}\{\begin{array}{rl}& M{g}^{2+}:x\\ & N{H}_4^{+}:y\\ & S{O}_4^{2-}:0,2\end{array}$
BTNT "N": $n_{Cu{(N{O}_3)}_2}=n_{Cu}=(n_{N{H}_4^{+}}+2n_{N_2})/2\Rightarrow n_{Cu}$ theo y
Lập hệ 2 phương trình dựa vào các dữ kiện:
BTĐT cho dung dịch Y: $2n_{M{g}^{2+}}+n_{N{H}_4^{+}}=2n_{S{O}_4^{2-}}$
BTe: $2n_{Mg\text{ pư}}=2n_{Cu}+10n_{N_2}+2n_{H_2}+8n_{N{H}_4^{+}}$
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 $N{O}_3^{-}$ và $C{u}^{2+}$
$\Rightarrow$ Y chứa $M{g}^{2+}$ (x mol); $N{H}_4^{+}$ (y mol) và $S{O}_4^{2-}$ (0,2 mol)
$m(g)M{g}^{+}\{\begin{array}{rl}& H_{2}S{O}_4:0,2\\ & Cu{(N{O}_3)}_2\end{array}\to X\{\begin{array}{rl}& N_2:0,02\\ & H_2:0,03\end{array}+2(g)\{\begin{array}{rl}& Mg\\ & Cu\end{array}+dd\text{ Y}\{\begin{array}{rl}& M{g}^{2+}:x\\ & N{H}_4^{+}:y\\ & S{O}_4^{2-}:0,2\end{array}$
BTNT "N": $n_{Cu{(N{O}_3)}_2}=n_{Cu}=(n_{N{H}_4^{+}}+2n_{N_2})/2=(y+2.0,02)/2=0,5y+0,02\text{ (mol)}$
$\Rightarrow n_{Cu}=0,5y+0,02$
BTĐT cho dung dịch Y: $2n_{M{g}^{2+}}+n_{N{H}_4^{+}}=2n_{S{O}_4^{2-}}\Rightarrow 2\text{x}+y=0,2.2$ (3)
BTe: $2n_{Mg\text{ pư}}=2n_{Cu}+10n_{N_2}+2n_{H_2}+8n_{N{H}_4^{+}}\Rightarrow 2\text{x}=2(0,5y+0,02)+10.0,02+2.0,03+8y$ (4)
Giải (3) và (4) thu được $x=0,195$ và $y=0,01$
$\Rightarrow n_{Cu}=0,5y+0,02=0,025\text{ mol}\Rightarrow {\text{m}}_{Mg\text{ dư}}=2-0,025.64=0,4\text{ gam}$
$\Rightarrow m=m_{Mg\text{ ban đầu}}=m_{\text{Mg pư}}+m_{Mg\text{ dư}}=0,195.24+0,4=5,08\text{ gam}$.