Cho Fe tác dụng với 100 g dung dịch \( H_2SO_4 \) 9,8%. Sau phản ứng hoàn toàn, thu được \( FeSO_4 \) và \( H_2 \).

 a) Tính khối lượng Fe cần dùng

\[
Fe + H_2SO_4 \rightarrow FeSO_4 + H_2
\]

- Khối lượng dung dịch \( H_2SO_4 \): 100 g
- Nồng độ dung dịch \( H_2SO_4 \): 9,8%, có nghĩa là trong 100 g dung dịch có 9,8 g \( H_2SO_4 \).

- Khối lượng mol của \( H_2SO_4 \) là 98 g/mol (tính từ các nguyên tử \( H \), \( S \), và \( O \)).
- Số mol \( H_2SO_4 \) có trong 100 g dung dịch:
\[
\text{Số mol } H_2SO_4 = \frac{\text{Khối lượng } H_2SO_4}{\text{Khối lượng mol } H_2SO_4} = \frac{9,8}{98} = 0,1 \, \text{mol}.
\]

Theo phương trình phản ứng, tỉ lệ mol giữa Fe và \( H_2SO_4 \) là 1:1. Vì vậy, số mol Fe cần dùng cũng bằng 0,1 mol.

- Khối lượng mol của Fe là 56 g/mol.
- Khối lượng Fe cần dùng là:
\[
\text{Khối lượng Fe} = \text{Số mol Fe} \times \text{Khối lượng mol Fe} = 0,1 \times 56 = 5,6 \, \text{g}.
\]

Khối lượng Fe cần dùng là 5,6 g.

---

 b) Tính khối lượng \( SO_4^{2-} \) thu được

- Trong phương trình phản ứng, mỗi mol \( H_2SO_4 \) cung cấp một mol ion \( SO_4^{2-} \).
- Số mol \( SO_4^{2-} \) thu được là 0,1 mol (vì tỉ lệ 1:1 với \( H_2SO_4 \)).

- Khối lượng mol của ion \( SO_4^{2-} \) là 96 g/mol (tính từ các nguyên tử \( S \) và \( O \)).
- Khối lượng \( SO_4^{2-} \) thu được là:
\[
\text{Khối lượng } SO_4^{2-} = \text{Số mol } SO_4^{2-} \times \text{Khối lượng mol } SO_4^{2-} = 0,1 \times 96 = 9,6 \, \text{g}.
\]

Khối lượng \( SO_4^{2-} \) thu được là 9,6 g.

c) Tính thể tích \( H_2 \) ở điều kiện chuẩn

- Từ phương trình phản ứng, tỉ lệ mol giữa Fe và \( H_2 \) là 1:1, vì vậy số mol \( H_2 \) thu được cũng là 0,1 mol.

- Điều kiện chuẩn là nhiệt độ 0°C (273 K) và áp suất 1 atm.
- Theo lý thuyết, 1 mol khí lý tưởng (ở điều kiện chuẩn) chiếm thể tích là 22,4 lít.
- Thể tích \( H_2 \) thu được là:
\[
\text{Thể tích } H_2 = \text{Số mol } H_2 \times \text{Thể tích mol } H_2 = 0,1 \times 22,4 = 2,24 \, \text{lít}.
\]

Thể tích \( H_2 \) thu được ở điều kiện chuẩn là **2,24 lít**.

- a) Khối lượng Fe cần dùng là 5,6 g.
- b) Khối lượng \( SO_4^{2-} \) thu được là 9,6 g
- c) Thể tích \( H_2 \) thu được là 2,24 lít.

 khối lượng Fe cần dùng:

Tính khối lượng H₂SO₄ nguyên chất trong dung dịch:
\[
\text{Khối lượng H₂SO₄} = 100\, \text{g} \times 9,8\% = 9,8\, \text{g}
\]

Tính số mol của H₂SO₄:
\[
n_{\text{H₂SO₄}} = \frac{\text{Khối lượng H₂SO₄}}{M_{\text{H₂SO₄}}} = \frac{9,8\, \text{g}}{98\, \text{g/mol}} = 0,1\, \text{mol}
\]
(Khối lượng mol của H₂SO₄ là 98 g/mol)

pt 
\[
\text{Fe} + \text{H₂SO₄} \rightarrow \text{FeSO₄} + \text{H₂}
\]
Tỉ lệ mol giữa Fe và H₂SO₄ là 1:1.

Tính khối lượng Fe cần dùng:
\[
n_{\text{Fe}} = n_{\text{H₂SO₄}} = 0,1\, \text{mol}
\]
\[
\text{Khối lượng Fe} = n_{\text{Fe}} \times M_{\text{Fe}} = 0,1\, \text{mol} \times 56\, \text{g/mol} = 5,6\, \text{g}
\]
*(Khối lượng mol của Fe là 56 g/mol)

b) Tính khối lượng FeSO₄ thu được:

1. Vì tỉ lệ mol giữa Fe và FeSO₄ là 1:1:
\[
n_{\text{FeSO₄}} = n_{\text{Fe}} = 0,1\, \text{mol}
\]

2. Tính khối lượng FeSO₄ thu được:
\[
\text{Khối lượng FeSO₄} = n_{\text{FeSO₄}} \times M_{\text{FeSO₄}} = 0,1\, \text{mol} \times 152\, \text{g/mol} = 15,2\, \text{g}
\]
(Khối lượng mol của FeSO₄ là 152 g/mol)

c) Tính thể tích khí H₂ ở điều kiện chuẩn:

1. Tỉ lệ mol giữa Fe và H₂ là 1:1, do đó:
\[
n_{\text{H₂}} = n_{\text{Fe}} = 0,1\, \text{mol}
\]

2. Ở điều kiện tiêu chuẩn (0°C, 1 atm), 1 mol khí chiếm 22,4 lít:
\[
V_{\text{H₂}} = n_{\text{H₂}} \times 22,4\, \text{lít/mol} = 0,1\, \text{mol} \times 22,4\, \text{lít/mol} = 2,24\, \text{lít}
\]

vậy 
a) Khối lượng Fe cần dùng: 5,6 g
b) Khối lượng FeSO₄ thu được: 15,2 g
c) Thể tích khí H₂ ở điều kiện chuẩn: 2,24 lít