Câu 1: Cho 12 gam hỗn hợp X gồm Fe và Cu phản ứng với dung dịch HCl loãng dư đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 4,959 lít H2 (ở đkc) và m gam kim loại chất rắn.
a) Tính m?
b) Tính khối lượng muối thu được?
c) Tính phần trăm khối lượng của Fe trong hỗn hợp X?
Quảng cáo
2 câu trả lời 235
a) Tính m (khối lượng kim loại chất rắn thu được)
Đầu tiên, xét các phản ứng hóa học xảy ra:
Phản ứng của Fe với HCl:
\[
Fe + 2HCl \rightarrow FeCl_2 + H_2
\]
Ở đây, mỗi mol Fe phản ứng với 2 mol HCl để sinh ra 1 mol H₂.
Phản ứng của Cu với HCl:
\[
Cu + 2HCl \rightarrow CuCl_2 + H_2
\]
Mỗi mol Cu phản ứng với 2 mol HCl để sinh ra 1 mol H₂.
Biết rằng ở điều kiện chuẩn (đkc), 1 mol H₂ có thể tích 22,4 lít. Từ đó, ta tính số mol H₂ sinh ra:
\[
\text{Số mol H}_2 = \frac{V_{\text{H}_2}}{22,4} = \frac{4,959}{22,4} = 0,22125 \, \text{mol}
\]
Gọi số mol Fe và Cu trong hỗn hợp lần lượt là \( n_{\text{Fe}} \) và \( n_{\text{Cu}} \).
Tổng số mol H₂ sinh ra từ cả hai kim loại là:
\[
n_{\text{Fe}} + n_{\text{Cu}} = 0,22125 \, \text{mol}
\]
b) Tính khối lượng muối thu được
Khối lượng muối do Fe tạo ra:
Phản ứng của Fe với HCl tạo ra FeCl₂, và số mol Fe là \( n_{\text{Fe}} \). Khối lượng muối FeCl₂ thu được là:
\[
m_{\text{FeCl}_2} = n_{\text{Fe}} \times M_{\text{FeCl}_2} = n_{\text{Fe}} \times (56 + 2 \times 35,5) = n_{\text{Fe}} \times 127
\]
Khối lượng muối do Cu tạo ra:
Phản ứng của Cu với HCl tạo ra CuCl₂, và số mol Cu là \( n_{\text{Cu}} \). Khối lượng muối CuCl₂ thu được là:
\[
m_{\text{CuCl}_2} = n_{\text{Cu}} \times M_{\text{CuCl}_2} = n_{\text{Cu}} \times (63,5 + 2 \times 35,5) = n_{\text{Cu}} \times 134,5
\]
Khối lượng muối tổng cộng thu được là:
\[
m_{\text{muối}} = m_{\text{FeCl}_2} + m_{\text{CuCl}_2} = n_{\text{Fe}} \times 127 + n_{\text{Cu}} \times 134,5
\]
c) Tính phần trăm khối lượng của Fe trong hỗn hợp X
Khối lượng của Fe trong hỗn hợp là \( m_{\text{Fe}} = n_{\text{Fe}} \times 56 \).
Phần trăm khối lượng của Fe trong hỗn hợp X là:
\[
\text{Phần trăm Fe} = \frac{m_{\text{Fe}}}{m_{\text{X}}} \times 100 = \frac{n_{\text{Fe}} \times 56}{12} \times 100
\]
Từ tổng số mol H₂ sinh ra, ta có hệ phương trình:
\[
n_{\text{Fe}} + n_{\text{Cu}} = 0,22125
\]
Khối lượng của hỗn hợp X là 12 gam, vì vậy ta có:
\[
n_{\text{Fe}} \times 56 + n_{\text{Cu}} \times 64 = 12
\]
Giải hệ phương trình:
1. \( n_{\text{Fe}} + n_{\text{Cu}} = 0,22125 \)
2. \( n_{\text{Fe}} \times 56 + n_{\text{Cu}} \times 64 = 12 \)
Từ phương trình (1), ta có \( n_{\text{Cu}} = 0,22125 - n_{\text{Fe}} \).
Thay vào phương trình (2):
\[
n_{\text{Fe}} \times 56 + (0,22125 - n_{\text{Fe}}) \times 64 = 12
\]
Giải phương trình:
\[
56n_{\text{Fe}} + 0,22125 \times 64 - 64n_{\text{Fe}} = 12
\]
\[
(56n_{\text{Fe}} - 64n_{\text{Fe}}) = 12 - 0,22125 \times 64
\]
\[
-8n_{\text{Fe}} = 12 - 14,16
\]
\[
-8n_{\text{Fe}} = -2,16
\]
\[
n_{\text{Fe}} = \frac{2,16}{8} = 0,27 \, \text{mol}
\]
Từ đó, \( n_{\text{Cu}} = 0,22125 - 0,27 = 0,05875 \, \text{mol} \).
a) Tính m (khối lượng kim loại chất rắn thu được)
Khối lượng kim loại chất rắn thu được là phần còn lại của Fe và Cu không phản ứng với HCl:
\[
m = m_{\text{Fe}} + m_{\text{Cu}} = 0,27 \times 56 + 0,05875 \times 64 = 15,12 + 3,76 = 18,88 \, \text{gam}
\]
b) Tính khối lượng muối thu được
Khối lượng muối thu được từ các phản ứng là:
\[
m_{\text{muối}} = n_{\text{Fe}} \times 127 + n_{\text{Cu}} \times 134,5 = 0,27 \times 127 + 0,05875 \times 134,5 = 34,29 + 7,91 = 42,2 \, \text{gam}
\]
c) Tính phần trăm khối lượng của Fe trong hỗn hợp X
Phần trăm khối lượng của Fe trong hỗn hợp X là:
\[
\text{Phần trăm Fe} = \frac{m_{\text{Fe}}}{m_{\text{X}}} \times 100 = \frac{0,27 \times 56}{12} \times 100 = \frac{15,12}{12} \times 100 = 12,6 \, \%
\]
- a) Khối lượng kim loại chất rắn thu được là 18,88 gam.
- b) Khối lượng muối thu được là 42,2 gam.
- c) Phần trăm khối lượng của Fe trong hỗn hợp X là 12,6%.
### Phương trình hóa học
Fe phản ứng với HCl theo phương trình:
\[ \text{Fe} + 2\text{HCl} \rightarrow \text{FeCl}_2 + \text{H}_2 \]
Cu không phản ứng với HCl loãng, do đó lượng Cu không thay đổi.
### Bước a: Tính m (khối lượng kim loại chất rắn còn lại)
Ta có:
- Khối lượng hỗn hợp X ban đầu: 12 gam
- Thể tích khí \( \text{H}_2 \) thu được: 4,959 lít
- Điều kiện chuẩn (đkc): 1 mol khí ở đkc có thể tích 22,4 lít
Số mol \( \text{H}_2 \):
\[ n_{\text{H}_2} = \frac{4,959}{22,4} \approx 0,2215 \text{ mol} \]
Theo phương trình phản ứng, 1 mol Fe tạo ra 1 mol \( \text{H}_2 \). Vậy số mol Fe tham gia phản ứng cũng là 0,2215 mol.
Khối lượng Fe tham gia phản ứng:
\[ m_{\text{Fe}} = 0,2215 \times 56 \approx 12,394 \text{ gam} \]
Khối lượng chất rắn còn lại chính là khối lượng Cu, vì Fe đã phản ứng hoàn toàn:
\[ m_{\text{Cu}} = 12 - 0,2215 \times 56 = 12 - 12,394 = -0,394 \text{ gam} \]
(Không hợp lý vì khối lượng không thể âm, có lẽ đã có nhầm lẫn nào đó)
### Bước b: Tính khối lượng muối thu được
Khối lượng muối \( \text{FeCl}_2 \) thu được:
\[ m_{\text{FeCl}_2} = 0,2215 \times (56 + 2 \times 35,5) = 0,2215 \times 127 = 28,13 \text{ gam} \]
### Bước c: Tính phần trăm khối lượng của Fe trong hỗn hợp X
Khối lượng Fe tham gia phản ứng đã tính ở bước a:
\[ \% m_{\text{Fe}} = \frac{0,2215 \times 56}{12} \times 100\% = \frac{12,394}{12} \times 100\% \approx 103,28\% \]
(Tính toán này cũng cho kết quả không hợp lý, có lẽ cần xem lại các số liệu hoặc phản ứng của bài toán)
Việc xác định m và phần trăm khối lượng của Fe cần sự kiểm tra lại số liệu đầu vào và quá trình tính toán.
Quảng cáo
Bạn cần hỏi gì?
Câu hỏi hot cùng chủ đề
-
Đã trả lời bởi chuyên gia
45345 -
Đã trả lời bởi chuyên gia
43395 -
Hỏi từ APP VIETJACK
Đã trả lời bởi chuyên gia
39074 -
Đã trả lời bởi chuyên gia
36872 -
Đã trả lời bởi chuyên gia
35488 -
Đã trả lời bởi chuyên gia
32181 -
Hỏi từ APP VIETJACK
Đã trả lời bởi chuyên gia
31593
