Đáp án: m_Cu = 9,76 (g)

Giải thích các bước giải:

Sơ đồ bài toán

\(2,72(g)\left\{ \matrix{
  Fe:a\,(mol) \hfill \cr 
  Cu:b(mol) \hfill \cr 
  S:0,22 \hfill \cr}  \right. + HN{O_3}:0,5\,(mol)\buildrel {} \over
 \longrightarrow \left\{ \matrix{
  NO:0,07 \hfill \cr 
  dd\,Y\left\{ \matrix{
  F{e^{3 + }}:a(mol) \hfill \cr 
  C{u^{2 + }}:b(mol) \hfill \cr 
  {H^ + }:c\,\,(mol) \hfill \cr 
  S{O_4}^{2 - }:0,02\,(mol) \hfill \cr 
  N{O_3}^ - :0,43\,(mol) \hfill \cr}  \right.\buildrel { + BaCl2\,du} \over
 \longrightarrow BaS{O_4} \downarrow :0,02\;(mol) \hfill \cr}  \right.\)

BTNT “N”: n_{NO3-(trong Y)} = n­HNO3 – n­NO  = 0,5 – 0,07 = 0,43 (mol)

BTNT “S”: n_S = n_BaSO4 = 0,02 (mol)

Quá trình nhận e

 4H⁺  + NO₃^-  + 3e  → NO + 2H₂O

                        0,21 ← 0,07               (mol)

Quá trình nhường e

Fe⁰  → Fe⁺³  +3e

a                 → 3a (mol)

Cu⁰ → Cu⁺²  + 2e

b                 → 2b (mol)

S⁰  → S⁺⁶  + 6e

0,02        → 0,12 (mol)

\(\left\{ \matrix{
  mhh = 56a + 64b + 32.0,02 = 2,72 \hfill \cr 
  Bt\,e:\,3a + 2b + 0,12 = 0,21 \hfill \cr}  \right. \Rightarrow \left\{ \matrix{
  a = 0,02 = {n_{Fe}} \hfill \cr 
  b = 0,015 = {n_{Cu}} \hfill \cr}  \right.\)

Bảo toàn điện tích với các chất trong dd Y ta có:

3n_Fe3+ + 2n_Cu2+ + n_H+ = 2n_SO42- + n_NO3-

→  3.0,02 + 2.0,015 + c = 2.0,02 + 0,43

→ c = 0,38 (mol)

Vậy dd Y chứa:

\(dd\,Y\left\{ \matrix{
  F{e^{3 + }}:\,0,02(mol) \hfill \cr 
  C{u^{2 + }}:0,015(mol) \hfill \cr 
  {H^ + }:0,38\,\,(mol) \hfill \cr 
  S{O_4}^{2 - }:0,02\,(mol) \hfill \cr 
  N{O_3}^ - :0,43\,(mol) \hfill \cr}  \right.\)

Xét dd Y hòa tan Cu có pư

PT ion:  3Cu + 8H⁺ + 2NO₃^- → 3Cu⁺² + 2NO + 4H₂O  (Tính theo H+ vì 0,38/8 < 0,43/2)

(mol) 0,1425 ← 0,38

             Cu + 2Fe³⁺ → Cu²⁺  + 2Fe²⁺

(mol)   0,01←0,02

Vậy: ∑n_Cu = 0,1425 + 0,01 = 0,1525 (mol) → m_Cu = 9,76 (g)