Cho một lượng kẽm dư phản ứng với dung dịch HCl 14,6% thu được 6,72 lít khi ở điều kiện tiêu chuẩn
a) Tính khối lượng kẽm đã phản ứng
b) Tính khối lượng dung dịch HCl cần dùng
c) Tính nồng độ phần trăm của dung dịch muối thu được sau phản ứng
Quảng cáo
2 câu trả lời 181
Để giải bài toán này, chúng ta cần áp dụng một số kiến thức về hóa học, đặc biệt là phản ứng giữa kẽm và axit clohydric (HCl).
### a) Tính khối lượng kẽm đã phản ứng
Phản ứng giữa kẽm và HCl được mô tả như sau:
\[ \text{Zn} + 2\text{HCl} \rightarrow \text{ZnCl}_2 + \text{H}_2 \]
Theo phương trình phản ứng, 1 mol kẽm phản ứng với 2 mol HCl và sản phẩm tạo ra 1 mol khí hydro (H₂).
**Bước 1: Tính số mol khí hydro (H₂)**
Ở điều kiện tiêu chuẩn (0°C và 1 atm), 1 mol khí chiếm thể tích 22,4 lít. Do đó, từ 6,72 lít H₂, ta có:
\[
n_{H_2} = \frac{V}{V_m} = \frac{6,72}{22,4} \approx 0,3 \text{ mol}
\]
**Bước 2: Tính số mol kẽm đã phản ứng**
Từ phương trình phản ứng, ta thấy rằng 1 mol Zn sản xuất ra 1 mol H₂. Do đó, số mol kẽm đã phản ứng cũng là 0,3 mol.
**Bước 3: Tính khối lượng kẽm đã phản ứng**
Khối lượng kẽm (Zn) tính bằng công thức:
\[
m_{Zn} = n_{Zn} \cdot M_{Zn}
\]
Với \( M_{Zn} = 65,38 \, \text{g/mol} \):
\[
m_{Zn} = 0,3 \cdot 65,38 \approx 19,614 \, \text{g}
\]
### b) Tính khối lượng dung dịch HCl cần dùng
**Bước 1: Tính số mol HCl cần dùng**
Từ phương trình phản ứng, 1 mol Zn phản ứng với 2 mol HCl. Vậy số mol HCl cần dùng là:
\[
n_{HCl} = 2 \cdot n_{Zn} = 2 \cdot 0,3 = 0,6 \, \text{mol}
\]
**Bước 2: Tính khối lượng HCl**
Hàm lượng HCl trong dung dịch là 14,6%. Ta biết rằng:
\[
m_{HCl} = n_{HCl} \cdot M_{HCl}
\]
Với \( M_{HCl} = 36,46 \, \text{g/mol} \):
\[
m_{HCl} = 0,6 \cdot 36,46 \approx 21,876 \, \text{g}
\]
**Bước 3: Tính khối lượng dung dịch HCl**
Gọi \( m_{dd} \) là khối lượng dung dịch HCl. Ta có:
\[
\frac{m_{HCl}}{m_{dd}} = 14,6\% \Rightarrow m_{dd} = \frac{m_{HCl}}{0,146} \approx \frac{21,876}{0,146} \approx 150,2 \, \text{g}
\]
### c) Tính nồng độ phần trăm của dung dịch muối thu được sau phản ứng
**Bước 1: Tính khối lượng muối ZnCl₂**
Khối lượng muối ZnCl₂ được tạo thành từ số mol kẽm đã phản ứng:
\[
n_{ZnCl_2} = n_{Zn} = 0,3 \, \text{mol}
\]
Khối lượng ZnCl₂ tính bằng:
\[
M_{ZnCl_2} = M_{Zn} + 2 \cdot M_{Cl} = 65,38 + 2 \cdot 35,45 = 136,28 \, \text{g/mol}
\]
\[
m_{ZnCl_2} = n_{ZnCl_2} \cdot M_{ZnCl_2} = 0,3 \cdot 136,28 \approx 40,884 \, \text{g}
\]
**Bước 2: Tính khối lượng dung dịch muối**
Khối lượng dung dịch muối là tổng khối lượng HCl và khối lượng kẽm đã phản ứng:
\[
m_{muối} = m_{ZnCl_2} + m_{HCl} \approx 40,884 + 21,876 \approx 62,76 \, \text{g}
\]
**Bước 3: Tính nồng độ phần trăm**
Nồng độ phần trăm của dung dịch muối được tính như sau:
\[
C_{pt} = \frac{m_{ZnCl_2}}{m_{dd}} \cdot 100\%
\]
\[
C_{pt} = \frac{40,884}{150,2} \cdot 100 \approx 27,2\%
\]
### Kết quả
a) Khối lượng kẽm đã phản ứng: **19,614 g**
b) Khối lượng dung dịch HCl cần dùng: **150,2 g**
c) Nồng độ phần trăm của dung dịch muối thu được: **27,2%**
Để giải bài toán này, ta sẽ thực hiện từng phần một.
a) Tính khối lượng kẽm đã phản ứng
Phương trình phản ứng:
Zn+2HCl→ZnCl2+H2\text{Zn} + 2\text{HCl} \rightarrow \text{ZnCl}_2 + \text{H}_2Zn+2HCl→ZnCl2+H2
Tính số mol khí H<sub>2</sub> thu được:
Điều kiện tiêu chuẩn (điều kiện 0°C và 1 atm) có 1 mol khí chiếm thể tích 22,4 lít.
Số mol H<sub>2</sub>:
nH2=VVm=6,72 lıˊt22,4 lıˊt/mol≈0,3 moln_{\text{H}_2} = \frac{V}{V_m} = \frac{6,72 \, \text{lít}}{22,4 \, \text{lít/mol}} \approx 0,3 \, \text{mol}nH2=VmV=22,4lıˊt/mol6,72lıˊt≈0,3mol
Tính số mol kẽm đã phản ứng:
Từ phương trình phản ứng, 1 mol kẽm phản ứng tạo ra 1 mol H<sub>2</sub>, do đó:
nZn=nH2=0,3 moln_{\text{Zn}} = n_{\text{H}_2} = 0,3 \, \text{mol}nZn=nH2=0,3mol
Tính khối lượng kẽm:
Khối lượng kẽm (m<sub>Zn</sub>):
mZn=nZn×MZn=0,3 mol×65,38 g/mol≈19,614 g≈19,6 gm_{\text{Zn}} = n_{\text{Zn}} \times M_{\text{Zn}} = 0,3 \, \text{mol} \times 65,38 \, \text{g/mol} \approx 19,614 \, \text{g} \approx 19,6 \, \text{g}mZn=nZn×MZn=0,3mol×65,38g/mol≈19,614g≈19,6g
b) Tính khối lượng dung dịch HCl cần dùng
Tính số mol HCl cần dùng:
Theo phương trình phản ứng, 1 mol Zn phản ứng với 2 mol HCl, nên:
nHCl=2×nZn=2×0,3 mol=0,6 moln_{\text{HCl}} = 2 \times n_{\text{Zn}} = 2 \times 0,3 \, \text{mol} = 0,6 \, \text{mol}nHCl=2×nZn=2×0,3mol=0,6mol
Tính khối lượng HCl:
Khối lượng HCl (m<sub>HCl</sub>):
mHCl=nHCl×MHCl=0,6 mol×36,46 g/mol≈21,876 g≈21,9 gm_{\text{HCl}} = n_{\text{HCl}} \times M_{\text{HCl}} = 0,6 \, \text{mol} \times 36,46 \, \text{g/mol} \approx 21,876 \, \text{g} \approx 21,9 \, \text{g}mHCl=nHCl×MHCl=0,6mol×36,46g/mol≈21,876g≈21,9g
Tính khối lượng dung dịch HCl:
Với dung dịch HCl 14,6%, khối lượng dung dịch (m<sub>dung dịch</sub>):
mdung dịch=mHClTỷ lệ phaˆˋn tra˘m=21,9 g0,146≈150,0 gm_{\text{dung dịch}} = \frac{m_{\text{HCl}}}{\text{Tỷ lệ phần trăm}} = \frac{21,9 \, \text{g}}{0,146} \approx 150,0 \, \text{g}mdung dịch=Tỷ lệ phaˆˋn tra˘mmHCl=0,14621,9g≈150,0g
c) Tính nồng độ phần trăm của dung dịch muối thu được sau phản ứng
Tính khối lượng ZnCl<sub>2</sub> sinh ra:
Từ phương trình phản ứng, 1 mol Zn phản ứng tạo ra 1 mol ZnCl<sub>2</sub>.
nZnCl2=nZn=0,3 moln_{\text{ZnCl}_2} = n_{\text{Zn}} = 0,3 \, \text{mol}nZnCl2=nZn=0,3molKhối lượng ZnCl<sub>2</sub>:
mZnCl2=nZnCl2×MZnCl2=0,3 mol×(65,38+2×35,45) g/molm_{\text{ZnCl}_2} = n_{\text{ZnCl}_2} \times M_{\text{ZnCl}_2} = 0,3 \, \text{mol} \times (65,38 + 2 \times 35,45) \, \text{g/mol}mZnCl2=nZnCl2×MZnCl2=0,3mol×(65,38+2×35,45)g/mol mZnCl2=0,3 mol×(65,38+70,90) g/mol≈0,3 mol×136,28 g/mol≈40,884 g≈40,9 gm_{\text{ZnCl}_2} = 0,3 \, \text{mol} \times (65,38 + 70,90) \, \text{g/mol} \approx 0,3 \, \text{mol} \times 136,28 \, \text{g/mol} \approx 40,884 \, \text{g} \approx 40,9 \, \text{g}mZnCl2=0,3mol×(65,38+70,90)g/mol≈0,3mol×136,28g/mol≈40,884g≈40,9g
Tính khối lượng dung dịch muối:
mmuoˆˊi=mZnCl2+mdung dịch=40,9 g+150,0 g≈190,9 gm_{\text{muối}} = m_{\text{ZnCl}_2} + m_{\text{dung dịch}} = 40,9 \, \text{g} + 150,0 \, \text{g} \approx 190,9 \, \text{g}mmuoˆˊi=mZnCl2+mdung dịch=40,9g+150,0g≈190,9g
Tính nồng độ phần trăm:
Cmuoˆˊi=mZnCl2mdung dịch×100=40,9 g190,9 g×100≈21,4%C_{\text{muối}} = \frac{m_{\text{ZnCl}_2}}{m_{\text{dung dịch}}} \times 100 = \frac{40,9 \, \text{g}}{190,9 \, \text{g}} \times 100 \approx 21,4\%Cmuoˆˊi=mdung dịchmZnCl2×100=190,9g40,9g×100≈21,4%
Kết quả:
a) Khối lượng kẽm đã phản ứng: khoảng 19,6 g.
b) Khối lượng dung dịch HCl cần dùng: khoảng 150,0 g.
c) Nồng độ phần trăm của dung dịch muối thu được: khoảng 21,4%.
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
