Bài tập2: Fe tác dụng với 200 g dung dịch acid HCI tạo ra muối FeCl2 và 12,395 L khí H2 theo sơ đồ phản ứng sau:
Fe + HCl -> FeCl2 + H2
a/ Viết PTHH của phản ứng
b/ Tính khối lượng muối FeCl, tạo ra
c/ Tính thể tích H₂ sinh ra ở đkc.
d/ Tính nồng độ phần trăm của dung dịch acid HCl
Quảng cáo
2 câu trả lời 380
Để giải bài tập, ta sẽ thực hiện các bước sau:
### a. Viết phương trình hóa học của phản ứng
Phản ứng giữa sắt và axit clohiđric tạo ra sắt(II) clorua và khí hydro có phương trình hóa học:
\[
\text{Fe} + 2\text{HCl} \rightarrow \text{FeCl}_2 + \text{H}_2
\]
### b. Tính khối lượng muối FeCl\(_2\) tạo ra
1. **Tính số mol của khí H\(_2\) sinh ra:**
Ta sử dụng thông tin thể tích khí H\(_2\) được sinh ra là 12,395 L. Ở điều kiện tiêu chuẩn (đkc), thể tích của 1 mol khí là 22,4 L.
\[
\text{Số mol của } \text{H}_2 = \frac{\text{Thể tích của } \text{H}_2}{\text{Thể tích của 1 mol khí}}
\]
\[
\text{Số mol của } \text{H}_2 = \frac{12,395 \text{ L}}{22,4 \text{ L/mol}} \approx 0,552 \text{ mol}
\]
2. **Tính số mol Fe và FeCl\(_2\):**
Theo phương trình hóa học, 1 mol Fe phản ứng với 2 mol HCl để tạo ra 1 mol FeCl\(_2\) và 1 mol H\(_2\). Vậy số mol FeCl\(_2\) sẽ bằng số mol H\(_2\):
\[
\text{Số mol của } \text{FeCl}_2 = \text{Số mol của } \text{H}_2 = 0,552 \text{ mol}
\]
3. **Tính khối lượng FeCl\(_2\) tạo ra:**
Khối lượng mol của FeCl\(_2\) là:
\[
M_{\text{FeCl}_2} = 55,85 + 2 \cdot 35,45 = 126,75 \text{ g/mol}
\]
Khối lượng FeCl\(_2\) tạo ra là:
\[
\text{Khối lượng của } \text{FeCl}_2 = \text{Số mol của } \text{FeCl}_2 \times M_{\text{FeCl}_2}
\]
\[
\text{Khối lượng của } \text{FeCl}_2 = 0,552 \text{ mol} \times 126,75 \text{ g/mol} = 70,04 \text{ g}
\]
### c. Tính thể tích HCl cần dùng để phản ứng
1. **Tính số mol của HCl cần dùng:**
Theo phương trình hóa học, 2 mol HCl phản ứng với 1 mol Fe để tạo ra 1 mol FeCl\(_2\) và 1 mol H\(_2\). Vậy số mol HCl cần dùng là:
\[
\text{Số mol của HCl} = 2 \times \text{Số mol của FeCl}_2 = 2 \times 0,552 = 1,104 \text{ mol}
\]
2. **Tính khối lượng dung dịch HCl:**
Ta có dung dịch HCl với khối lượng \(200 \text{ g}\) (tính cả dung dịch).
### d. Tính nồng độ phần trăm của dung dịch HCl
1. **Tính khối lượng HCl trong dung dịch:**
Để tính nồng độ phần trăm của dung dịch, ta cần biết khối lượng HCl trong dung dịch. Chúng ta đã tính được số mol của HCl là \(1,104 \text{ mol}\). Khối lượng mol của HCl là \(36,46 \text{ g/mol}\).
\[
\text{Khối lượng của HCl} = 1,104 \text{ mol} \times 36,46 \text{ g/mol} = 40,26 \text{ g}
\]
2. **Tính nồng độ phần trăm:**
Nồng độ phần trăm được tính bằng công thức:
\[
\text{Nồng độ phần trăm} = \frac{\text{Khối lượng của HCl}}{\text{Khối lượng dung dịch}} \times 100\%
\]
\[
\text{Nồng độ phần trăm} = \frac{40,26 \text{ g}}{200 \text{ g}} \times 100\% = 20,13\%
\]
### Kết luận
a. Phương trình hóa học của phản ứng là:
\[
\text{Fe} + 2\text{HCl} \rightarrow \text{FeCl}_2 + \text{H}_2
\]
b. Khối lượng muối FeCl\(_2\) tạo ra là **70,04 g**.
c. Thể tích H\(_2\) sinh ra ở đkc là **12,395 L**.
d. Nồng độ phần trăm của dung dịch HCl là **20,13%**.
### a/ Viết PTHH của phản ứng
Phương trình hóa học cho phản ứng giữa sắt (Fe) và axit hydrochloric (HCl) tạo ra muối ferous chloride (FeCl2) và khí hydro (H2) có thể được viết như sau:
\[
\text{Fe} + 2\text{HCl} \rightarrow \text{FeCl}_2 + \text{H}_2
\]
### b/ Tính khối lượng muối FeCl2 tạo ra
Đầu tiên, ta cần tính số mol của khí H₂ được sinh ra từ phản ứng.
**Sử dụng phương trình khí lý tưởng:**
Ở điều kiện chuẩn (đkc), 1 mol khí chiếm thể tích 22,4 L.
Số mol khí H₂:
\[
n_{H_2} = \frac{V}{22.4} = \frac{12.395}{22.4} \approx 0.553 mol
\]
Theo phản ứng hóa học, tỉ lệ giữa Fe và H2 là 1:1, nên số mol của Fe phản ứng cũng là 0.553 mol.
Khối lượng Fe phản ứng:
\[
\text{M}_\text{Fe} = 55.85 \text{ g/mol}
\]
\[
m_{Fe} = n_{Fe} \times M_{Fe} = 0.553 \times 55.85 \approx 30.83 \text{ g}
\]
Từ phương trình hóa học, 1 mol Fe phản ứng sẽ tạo ra 1 mol FeCl2. Do đó, số mol FeCl2 sản phẩm cũng bằng 0.553 mol.
Khối lượng muối FeCl2:
\[
\text{M}_{FeCl2} = 55.85 + 2 \times 35.45 = 126.75 \text{ g/mol}
\]
\[
m_{FeCl2} = n_{FeCl2} \times M_{FeCl2} = 0.553 \times 126.75 \approx 70.13 \text{ g}
\]
### c/ Tính thể tích H₂ sinh ra ở đkc
Thông tin đã cho là 12,395 L H₂, mà chúng ta đã sử dụng để tính số mol trong bước b. Do đó, thể tích H₂ đã cho là đúng là 12,395 L ở điều kiện tiêu chuẩn.
### d/ Tính nồng độ phần trăm của dung dịch acid HCl
Vì 200 g dung dịch HCl thì khối lượng HCl trong dung dịch cũng như nồng độ phần trăm cần được tính như sau:
- Số mol HCl phản ứng: Theo phương trình phản ứng, 2 mol HCl phản ứng với 1 mol Fe. Do đó, số mol HCl cần thiết là:
\[
n_{HCl} = 2 \times n_{Fe} = 2 \times 0.553 = 1.106 \text{ mol}
\]
Khối lượng HCl trong dung dịch:
\[
\text{M}_{HCl} = 36.46 \text{ g/mol}
\]
\[
m_{HCl} = n_{HCl} \times M_{HCl} = 1.106 \times 36.46 \approx 40.34 \text{ g}
\]
Nồng độ phần trăm HCl:
\[
\text{Nồng độ phần trăm} = \left( \frac{m_{HCl}}{m_{dung \, dịch}} \right) \times 100\%
\]
\[
= \left( \frac{40.34}{200} \right) \times 100\% \approx 20.17\%
\]
### Tóm lại:
- a) PTHH: \(\text{Fe} + 2\text{HCl} \rightarrow \text{FeCl}_2 + \text{H}_2\)
- b) Khối lượng muối FeCl2 tạo ra: khoảng 70.13 g
- c) Thể tích H₂ sinh ra ở đkc: 12.395 L
- d) Nồng độ phần trăm của dung dịch acid HCl: khoảng 20.17%
Quảng cáo
Bạn cần hỏi gì?
Câu hỏi hot cùng chủ đề
-
26564
