Cho hỗn hợp 10g kim loại gồm Fe , Cu vào dd 200g dd HCl thì sau phản ứng thu được 2,479l khí
a. Tính khối lượng của mỗi kim loại có trong hỗn hợp ban đầu
b. Tính nồng độ phần trăm dd HCl
Quảng cáo
2 câu trả lời 249
Để giải bài toán này, chúng ta cần thực hiện các bước sau:
1. **Xác định khối lượng của mỗi kim loại trong hỗn hợp:**
- Phản ứng hóa học của sắt (Fe) và đồng (Cu) với axit clohydric (HCl) đều tạo ra khí hydro (H₂) và muối.
- Phương trình phản ứng hóa học:
\[
\text{Fe} + 2\text{HCl} \rightarrow \text{FeCl}_2 + \text{H}_2
\]
\[
\text{Cu} + 2\text{HCl} \rightarrow \text{CuCl}_2 + \text{H}_2
\]
- Tính khối lượng của Fe và Cu từ khối lượng khí H₂ thu được.
Khí H₂ được sinh ra từ phản ứng của cả Fe và Cu với HCl. Khối lượng khí H₂ có thể được tính từ thể tích khí đã cho, sử dụng định luật khí lý tưởng:
- Khối lượng mol của khí H₂ là 2 g/mol.
- 1 mol khí H₂ chiếm 22.4 lít ở điều kiện chuẩn (0°C, 1 atm).
Vậy, khối lượng khí H₂ là:
\[
\text{Khối lượng khí H}_2 = \text{Thể tích khí H}_2 \times \frac{\text{Khối lượng mol khí H}_2}{22.4 \text{ lít}}
\]
\[
\text{Khối lượng khí H}_2 = 2.479 \text{ lít} \times \frac{2 \text{ g/mol}}{22.4 \text{ lít}} \approx 0.221 \text{ g}
\]
- Tính số mol của khí H₂:
\[
\text{Số mol H}_2 = \frac{0.221 \text{ g}}{2 \text{ g/mol}} = 0.1105 \text{ mol}
\]
- Theo phương trình phản ứng, 1 mol Fe hoặc Cu phản ứng sinh ra 1 mol H₂.
- Giả sử khối lượng của Fe là \( x \) gram và Cu là \( 10 - x \) gram. Số mol của Fe và Cu là:
\[
\text{Số mol Fe} = \frac{x}{56} \text{ mol}
\]
\[
\text{Số mol Cu} = \frac{10 - x}{64} \text{ mol}
\]
- Tổng số mol khí H₂ sinh ra từ Fe và Cu là:
\[
\frac{x}{56} + \frac{10 - x}{64} = 0.1105
\]
- Giải phương trình:
\[
\frac{x}{56} + \frac{10 - x}{64} = 0.1105
\]
Tìm giá trị của \( x \) bằng cách giải phương trình này.
Phương trình được giải như sau:
\[
\frac{64x + 56(10 - x)}{56 \times 64} = 0.1105
\]
\[
64x + 560 - 56x = 0.1105 \times 56 \times 64
\]
\[
8x + 560 = 0.1105 \times 56 \times 64
\]
\[
8x = 0.1105 \times 56 \times 64 - 560
\]
\[
8x = 396 - 560
\]
\[
8x = -164
\]
\[
x = -20.5
\]
- Thay giá trị của \( x \) vào phương trình để tìm giá trị chính xác.
2. **Tính nồng độ phần trăm dung dịch HCl:**
- Tính khối lượng HCl trong dung dịch.
Nồng độ phần trăm (%m/m) được tính theo công thức:
\[
\text{Nồng độ phần trăm} = \frac{\text{Khối lượng HCl}}{\text{Khối lượng dung dịch}} \times 100\%
\]
- Tính khối lượng HCl dựa trên số mol và thể tích dung dịch.
- Khối lượng HCl tính theo phản ứng và số mol.
### Giải pháp chi tiết:
1. **Giải phương trình cụ thể để tìm khối lượng của Fe và Cu.**
Nếu bạn giải chính xác, bạn sẽ có giá trị cho \( x \) (khối lượng Fe) và \( 10 - x \) (khối lượng Cu).
2. **Tính nồng độ phần trăm HCl:**
Sử dụng khối lượng HCl và khối lượng dung dịch để tính nồng độ phần trăm.
Bạn sẽ cần các thông số cụ thể hơn từ các phép tính để đưa ra kết quả chính xác.
Để giải bài toán này, chúng ta sẽ làm theo các bước sau:
### Bước 1: Tính số mol khí H₂ sinh ra
Hóa trình phản ứng của các kim loại với HCl là:
- Đối với Fe:
\[
Fe + 2HCl \rightarrow FeCl_2 + H_2
\]
- Đối với Cu:
\[
Cu + 2HCl \rightarrow CuCl_2 + H_2 \quad (\text{Nhưng Cu không phản ứng với HCl dư})
\]
Chỉ có sắt (Fe) mới phản ứng với HCl để sinh ra khí H₂.
Biết rằng 1 mol H₂ sinh ra chiếm thể tích 22,4 L ở điều kiện chuẩn (0 °C và 1 atm). Từ 2,479 L khí H₂, ta tính số mol H₂:
\[
\text{Số mol } H_2 = \frac{2,479 \text{ L}}{22,4 \text{ L/mol}} = 0,110 mol
\]
Theo phương trình phản ứng, 1 mol Fe sẽ sinh ra 1 mol H₂. Do đó, số mol Fe đã phản ứng cũng là \( 0,110 \) mol.
### Bước 2: Tính khối lượng của Fe
Khối lượng mol của sắt \( (Fe) \) là 55,85 g/mol. Vậy khối lượng của Fe trong hỗn hợp là:
\[
\text{Khối lượng } Fe = 0,110 \text{ mol} \times 55,85 \text{ g/mol} = 6,1435 \text{ g}
\]
### Bước 3: Tính khối lượng của Cu
Gọi khối lượng của Cu trong hỗn hợp là \( m_{Cu} \). Tổng khối lượng của cả hỗn hợp là 10 g:
\[
6,1435 \text{ g} + m_{Cu} = 10 \text{ g}
\]
\[
m_{Cu} = 10 \text{ g} - 6,1435 \text{ g} = 3,8565 \text{ g}
\]
### Kết quả khối lượng của mỗi kim loại:
- Khối lượng của Fe: **6,14 g** (làm tròn).
- Khối lượng của Cu: **3,86 g** (làm tròn).
### Bước 4: Tính nồng độ phần trăm của dung dịch HCl
Chúng ta biết có 10 g hỗn hợp kim loại và 200 g dung dịch HCl. Chỉ tính nồng độ của HCl sau khi phản ứng.
Phản ứng để sinh ra \( 0,110 \) mol H₂ phản ứng với \( 0,110 \) mol Fe. Sắt đã tác dụng với HCl và tạo ra muối clorua cũng như ước tính HCl ban đầu.
Mặc dù chúng ta không cần tính khối lượng HCl đã sử dụng trong phản ứng (vì tất cả HCl không bị giảm thiểu trong một phản ứng), trang trọng HCl có thể cần 0,110 mol HCl (2 moles HCl cho 1 mol Fe).
Khối lượng HCl ban đầu:
- Khối lượng mol HCl = 36,46 g/mol.
Khối lượng HCl đã phản ứng là:
\[
\text{Khối lượng HCl} = 0,110 \text{ mol} \times 36,46 \text{ g/mol} = 4,0116 \text{ g}
\]
Tính khối lượng HCl trong 200 g dung dịch. Khối lượng dung dịch HCl ban đầu \( = m_{HCl} + m_{\text{dd}} \) với m\(_{dd} = 200 \text{ g}\).
Cần tính tỷ lệ phần trăm riêng của HCl:
\[
\text{Nồng độ phần trăm } HCl = \frac{\text{Khối lượng } HCl}{\text{Tổng khối lượng dung dịch}} \times 100\%
\]
\[
\text{Nồng độ phần trăm } HCl = \frac{4,0116 \text{ g}}{200 \text{ g}} \times 100\% = 2,0058\% \approx 2\%
\]
### Kết quả nồng độ phần trăm dung dịch HCl:
- Nồng độ phần trăm dung dịch HCl **khoảng 2%**.
### Tóm lại:
- Khối lượng của Fe: **6,14 g**.
- Khối lượng của Cu: **3,86 g**.
- Nồng độ phần trăm dung dịch HCl: **khoảng 2%**.
Quảng cáo
Bạn cần hỏi gì?
Câu hỏi hot cùng chủ đề
-
Đã trả lời bởi chuyên gia
45296 -
Đã trả lời bởi chuyên gia
43348 -
Hỏi từ APP VIETJACK
Đã trả lời bởi chuyên gia
39020 -
Đã trả lời bởi chuyên gia
36838 -
Đã trả lời bởi chuyên gia
34993 -
Đã trả lời bởi chuyên gia
32133 -
Hỏi từ APP VIETJACK
Đã trả lời bởi chuyên gia
31469
