Hỗn hợp A gồm Al , Fe nặng 2,78 gam . Cho A tác dụng đủ với 200ml dd HCl 0,7M , sau phản ứng thu đc V lít H2 ( ở đkc) a) tính khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp A. b) tính V
Quảng cáo
3 câu trả lời 277
Để giải bài toán này, chúng ta sẽ thực hiện các bước sau:
### a) Tính khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp A
**1. Xác định số mol của HCl:**
- Nồng độ của dung dịch HCl là 0,7 M.
- Thể tích dung dịch HCl là 200 ml = 0,2 lít.
Số mol HCl là:
\[
n_{\text{HCl}} = C \times V = 0,7 \, \text{mol/L} \times 0,2 \, \text{L} = 0,14 \, \text{mol}
\]
**2. Viết phương trình phản ứng hóa học:**
- Phản ứng của Al với HCl:
\[
2\text{Al} + 6\text{HCl} \rightarrow 2\text{AlCl}_3 + 3\text{H}_2
\]
- Phản ứng của Fe với HCl:
\[
2\text{Fe} + 6\text{HCl} \rightarrow 2\text{FeCl}_3 + 3\text{H}_2
\]
**3. Tính số mol HCl cần thiết cho mỗi phản ứng:**
- Al: 2 mol Al phản ứng với 6 mol HCl, nên 1 mol Al phản ứng với 3 mol HCl.
- Fe: 2 mol Fe phản ứng với 6 mol HCl, nên 1 mol Fe phản ứng với 3 mol HCl.
**4. Đặt biến và thiết lập hệ phương trình:**
Gọi:
- \(m_{\text{Al}}\) là khối lượng của Al
- \(m_{\text{Fe}}\) là khối lượng của Fe
Chúng ta có:
\[
m_{\text{Al}} + m_{\text{Fe}} = 2,78 \, \text{g}
\]
Số mol của các kim loại là:
\[
n_{\text{Al}} = \frac{m_{\text{Al}}}{27}
\]
\[
n_{\text{Fe}} = \frac{m_{\text{Fe}}}{56}
\]
Số mol HCl cần thiết cho phản ứng là:
\[
\text{Số mol HCl cần thiết} = 3 \times n_{\text{Al}} + 3 \times n_{\text{Fe}}
\]
Vì số mol HCl thực tế có là 0,14 mol, ta có:
\[
3 \left(\frac{m_{\text{Al}}}{27}\right) + 3 \left(\frac{m_{\text{Fe}}}{56}\right) = 0,14
\]
Chia cả hai bên cho 3:
\[
\frac{m_{\text{Al}}}{27} + \frac{m_{\text{Fe}}}{56} = \frac{0,14}{3} \approx 0,0467
\]
**5. Giải hệ phương trình:**
\[
\begin{cases}
m_{\text{Al}} + m_{\text{Fe}} = 2,78 \\
\frac{m_{\text{Al}}}{27} + \frac{m_{\text{Fe}}}{56} = 0,0467
\end{cases}
\]
Giải hệ phương trình:
Từ phương trình đầu tiên, ta có:
\[
m_{\text{Fe}} = 2,78 - m_{\text{Al}}
\]
Thay vào phương trình thứ hai:
\[
\frac{m_{\text{Al}}}{27} + \frac{2,78 - m_{\text{Al}}}{56} = 0,0467
\]
Tính giá trị:
\[
\frac{m_{\text{Al}}}{27} + \frac{2,78 - m_{\text{Al}}}{56} = 0,0467
\]
\[
56 \cdot \frac{m_{\text{Al}}}{27} + 2,78 - m_{\text{Al}} = 0,0467 \cdot 56
\]
\[
\frac{56}{27} \cdot m_{\text{Al}} - m_{\text{Al}} = 2,78 - 2,6162
\]
\[
\frac{56 - 27}{27} \cdot m_{\text{Al}} = 0,1638
\]
\[
\frac{29}{27} \cdot m_{\text{Al}} = 0,1638
\]
\[
m_{\text{Al}} = \frac{0,1638 \cdot 27}{29} \approx 0,153 \text{g}
\]
Tính khối lượng Fe:
\[
m_{\text{Fe}} = 2,78 - 0,153 \approx 2,627 \text{g}
\]
### b) Tính thể tích khí \( H_2 \)
Tính số mol \( H_2 \):
Từ số mol HCl phản ứng, và biết rằng số mol H_2 tạo thành bằng số mol HCl phản ứng, ta có:
\[
n_{\text{H}_2} = 0,14 \, \text{mol}
\]
Tính thể tích khí \( H_2 \) (ở điều kiện tiêu chuẩn - đkc):
\[
V = n \cdot 22,4 \, \text{L}
\]
\[
V = 0,14 \times 22,4 = 3,136 \, \text{L}
\]
### Kết luận
a) Khối lượng của mỗi kim loại trong hỗn hợp A:
- \( m_{\text{Al}} \approx 0,153 \, \text{g} \)
- \( m_{\text{Fe}} \approx 2,627 \, \text{g} \)
b) Thể tích khí \( H_2 \) thu được là:
\[
V = 3,136 \, \text{L}
\]
1. \(\text{Al} + 3\text{HCl} \rightarrow \text{AlCl}_3 + \frac{3}{2}\text{H}_2\)
2. \(\text{Fe} + 2\text{HCl} \rightarrow \text{FeCl}_2 + \text{H}_2\)
Gọi \(m_{\text{Al}}\) và \(m_{\text{Fe}}\) lần lượt là khối lượng của nhôm và sắt trong hỗn hợp.
Ta có hệ phương trình:
1. \(m_{\text{Al}} + m_{\text{Fe}} = 2,78\) (g)
Số mol HCl ban đầu:
\[
n_{\text{HCl}} = 0,7 \times 0,2 = 0,14 \, \text{mol}
\]
Gọi \(x\) và \(y\) lần lượt là số mol của \(\text{Al}\) và \(\text{Fe}\) trong hỗn hợp.
2. Phương trình phản ứng của Al với HCl: \(1 \, \text{mol Al} \rightarrow \frac{3}{2} \, \text{mol H}_2\), số mol HCl phản ứng: \(3x\).
3. Phương trình phản ứng của Fe với HCl: \(1 \, \text{mol Fe} \rightarrow 1 \, \text{mol H}_2\), số mol HCl phản ứng: \(2y\).
Số mol HCl phản ứng:
\[
3x + 2y = 0,14
\]
Khối lượng mol của Al là \(27 \, \text{g/mol}\) và của Fe là \(56 \, \text{g/mol}\).
3. Tính khối lượng của Al và Fe:
\[
27x + 56y = 2,78
\]
Chúng ta có hệ pt[
\begin{cases}
27x + 56y = 2,78 \\
3x + 2y = 0,14
\end{cases}
\]
Giải hệ phương trình này để tìm \(x\) và \(y\).
giai
Từ phương trình thứ hai:
\[
3x + 2y = 0,14
\Rightarrow y = 0,07 - 1.5x
\]
Thay vào phương trình thứ nhất:
\[
27x + 56(0,07 - 1.5x) = 2,78
\]
\[
27x + 3.92 - 84x = 2,78
\]
\[
-57x = -1,14
\]
\[
x = \frac{1.14}{57} = 0.02
\]
Suy ra:
\[
y = 0.07 - 1.5 \times 0.02 = 0.04
\]
Khối lượng của mỗi kim loại:
- Khối lượng Al: \(m_{\text{Al}} = 27 \times 0.02 = 0.54 \, \text{g}\)
- Khối lượng Fe: \(m_{\text{Fe}} = 56 \times 0.04 = 2.24 \, \text{g}\)
Tính thể tích \( \text{H}_2 \):
Số mol khí \( \text{H}_2 \) sinh ra:
- Từ \(\text{Al}\): \( \frac{3}{2} \times 0.02 = 0.03 \, \text{mol} \)
- Từ \(\text{Fe}\): \(0.04 \, \text{mol}\)
Tổng số mol \(\text{H}_2\) sinh ra: \(0.03 + 0.04 = 0.07 \, \text{mol}\)
Thể tích khí \(\text{H}_2\) ở điều kiện tiêu chuẩn:
\[
V = 0.07 \times 22.4 = 1.568 \, \text{lít}
\]
Để giải quyết bài toán này, ta sẽ thực hiện từng bước một.
### a) Tính khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp A
Hỗn hợp A gồm Al và Fe nặng 2,78 gam. Khi cho tác dụng với dung dịch HCl, các phản ứng xảy ra như sau:
1. **Phản ứng của nhôm (Al) với HCl:**
\[
2Al + 6HCl \rightarrow 2AlCl_3 + 3H_2
\]
Tỉ lệ phản ứng là \(2:3\) nghĩa là \(2\) mol Al phản ứng sinh ra \(3\) mol H2.
2. **Phản ứng của sắt (Fe) với HCl:**
\[
Fe + 2HCl \rightarrow FeCl_2 + H_2
\]
Tỉ lệ phản ứng là \(1:1\) nghĩa là \(1\) mol Fe phản ứng sinh ra \(1\) mol H2.
#### Gọi:
- Khối lượng của Al là \(m_{Al}\) (gam).
- Khối lượng của Fe là \(m_{Fe}\) (gam).
Ta có:
\[
m_{Al} + m_{Fe} = 2,78 \quad (1)
\]
#### Tính số mol của mỗi kim loại:
- Số mol Al:
\[
n_{Al} = \frac{m_{Al}}{M_{Al}} = \frac{m_{Al}}{27} \quad (2)
\]
- Số mol Fe:
\[
n_{Fe} = \frac{m_{Fe}}{M_{Fe}} = \frac{m_{Fe}}{56} \quad (3)
\]
#### Trả lời từ sản lượng khí H2
- Giả sử hỗn hợp A phản ứng với HCl sinh ra \(n_{H2}\) mol khí H2. Dựa vào phản ứng, ta có:
\[
n_{H2} = \frac{3}{2}n_{Al} + n_{Fe}
\]
### Số mol của HCl dư
Thể tích dung dịch HCl là 200 ml, và nồng độ là 0,7 M, nên số mol HCl là:
\[
n_{HCl} = 200 \, \text{ml} \times 0.7 \, \text{mol/L} = 0.14 \, \text{mol}
\]
Tính số mol thực hiện theo phản ứng:
- Phản ứng với Al là \(6\) mol HCl cần cho \(2\) mol Al, tức \(0.14 < 0.35\) mol Al đầy đủ, còn lại với Fe.
Từ đó ta có:
\[
n_{HCl} = 6n_{Al} + 2n_{Fe} \quad (4)
\]
### Thay vào phương trình equation (4)
Thay \(n_{Al}\) và \(n_{Fe}\) vào (4).
Cách tiếp cận nhanh chóng từ \( (1), (2), (3) \):
Bây giờ, ta sẽ tìm số mol để lập phương trình từ thông tin này.
Giải phương trình (1) và (4):
Thay \(m_{Fe} = 2.78 - m_{Al}\) vào phương trình (2), ta sẽ tìm ra \(m_{Al}\) trước.
### b) Tính V
Sau khi tìm ra kq ở trên, với \(n_{H2}\):
Tìm thể tích V của khí H2 thu được:
\[
V = n_{H2} \cdot RT/P
\]
Với R = 0.0821 atm·L/(mol·K), T = 273K, P = 1 atm, bạn có thể tìm V theo công thức trên.
**Tóm lại**, để hoàn thành được việc tính khối lượng của Al và Fe, vui lòng giải lại từ các phương trình đã thiết lập.
Quảng cáo
Bạn cần hỏi gì?
Câu hỏi hot cùng chủ đề
-
Hỏi từ APP VIETJACK99922
-
Hỏi từ APP VIETJACK
Đã trả lời bởi chuyên gia
63938 -
Đã trả lời bởi chuyên gia
58966 -
Đã trả lời bởi chuyên gia
41991 -
Hỏi từ APP VIETJACK
Đã trả lời bởi chuyên gia
38932
