Ở điều kiện chuẩn (25$°$C, 1 bar), 1 mol khí chiếm thể tích là 24,79 lít.
- Số mol khí H₂ là: n_H2 = $\frac{V}{24.79} = \frac{4.958}{24.79} = 0,2 \left(mol\right)$
A. Viết phương trình hóa học
Khi cho mạt sắt (Fe) tác dụng với dung dịch axit clohydric (HCl), phản ứng xảy ra như sau:
Fe + 2HCl $\to$ FeCl₂ + H₂ $\downarrow$
B. Tính khối lượng mạt sắt tham gia phản ứng
- Dựa vào phương trình hóa học, ta có tỉ lệ mol: n_Fe = n_H2 = 0,2 (mol)
- Khối lượng sắt (Fe) đã tham gia phản ứng là: m_Fe = n_Fe.M_Fe = 0,2.56 = 11,2 (g)
C. Tính nồng độ mol của dung dịch HCl đã dùng
- Dựa vào phương trình hóa học, số mol HCl phản ứng gấp 2 lần số mol H₂:
n_HCl = 2.n_H2 = 2. 0,2 = 0,4 (mol)
- Đổi đơn vị thể tích dung dịch: 100 ml = 0,1  lít.
=> Nồng độ mol (C_M) của dung dịch HCl đã dùng là: C_M(HCl)= $\frac{n_{HCl}}{V_{đ}} = \frac{0.4}{0.1} = 4 \left(M\right)$
Vậy:
Khối lượng sắt: 11,2  g
Nồng độ mol HCl: 4 M

Bài toán: Cho khối lượng mạt sắt dư vào 100ml dung dịch HCl, sau phản ứng thu được 4,958 L khí ở điều kiện chuẩn. A. Viết phương trình hóa học. B. Tính khối lượng mạt sắt tham gia phản ứng. C. Tính nồng độ mol của dung dịch HCl đã dùng.

Dưới đây là lời giải chi tiết cho bài toán:

A. Viết phương trình hóa học

Sắt (Fe) tác dụng với axit clohydric (HCl) tạo ra sắt(II) clorua (FeCl₂) và khí hiđro (H₂). Vì mạt sắt dư, nên HCl là chất phản ứng hết.

Phương trình hóa học của phản ứng là: Fe(r)+2HCl(dd)→FeCl2(dd)+H2(k)Fe(r)​+2HCl(dd)​→FeCl2(dd)​+H2(k)​

B. Tính khối lượng mạt sắt tham gia phản ứng

Để tính khối lượng mạt sắt, chúng ta cần xác định số mol của khí hiđro thu được.

Xác định thể tích mol của khí: Đề bài cho "điều kiện chuẩn". Trong hóa học, "điều kiện chuẩn" thường được hiểu là 25°C (298.15 K) và 1 atm (101.325 kPa). Ở điều kiện này, thể tích mol của một khí là 24,79 L/mol. (Nếu hiểu là 0°C và 1 atm thì thể tích mol là 22,4 L/mol, tuy nhiên với dữ kiện 4,958 L thì việc dùng 24,79 L/mol cho kết quả đẹp hơn). Chúng ta sẽ sử dụng Vm=24,79 L/molVm​=24,79 L/mol.
Tính số mol khí H2H2​ thu được: nH2=VH2Vm=4.958 L24.79 L/molnH2​​=Vm​VH2​​​=24.79 L/mol4.958 L​ nH2=0.200 molnH2​​=0.200 mol
Tính số mol mạt sắt (Fe) đã phản ứng: Theo phương trình hóa học đã cân bằng: Fe+2HCl→FeCl2+H2Fe+2HCl→FeCl2​+H2​ Tỷ lệ mol giữa Fe và H2H2​ là 1:1. Vì mạt sắt dư nên toàn bộ khí H2H2​ sinh ra đều từ Fe phản ứng. nFe=nH2=0.200 molnFe​=nH2​​=0.200 mol
Tính khối lượng mạt sắt tham gia phản ứng: Khối lượng mol của Sắt (Fe) là 56 g/mol. mFe=nFe×MFe=0.200 mol×56 g/molmFe​=nFe​×MFe​=0.200 mol×56 g/mol mFe=11.2 gmFe​=11.2 g
Vậy, khối lượng mạt sắt tham gia phản ứng là 11,2 gam.

C. Tính nồng độ mol của dung dịch HCl đã dùng

Tính số mol HCl đã phản ứng: Theo phương trình hóa học: Fe+2HCl→FeCl2+H2Fe+2HCl→FeCl2​+H2​ Tỷ lệ mol giữa HCl và H2H2​ là 2:1. Do đó, số mol HCl đã phản ứng là: nHCl=2×nH2=2×0.200 molnHCl​=2×nH2​​=2×0.200 mol nHCl=0.400 molnHCl​=0.400 mol
Tính nồng độ mol của dung dịch HCl: Thể tích dung dịch HCl đã dùng là 100 ml, đổi sang lít là VddHCl=100 ml=0.1 LVddHCl​=100 ml=0.1 L. Nồng độ mol (C_M) của dung dịch HCl được tính bằng công thức: CM(HCl)=nHClVddHCl=0.400 mol0.1 LCM(HCl)​=VddHCl​nHCl​​=0.1 L0.400 mol​ CM(HCl)=4.0 MCM(HCl)​=4.0 M

Bài toán: Cho khối lượng mạt sắt dư vào 100ml dung dịch HCl, sau phản ứng thu được 4,958 L khí ở điều kiện chuẩn. A. Viết phương trình hóa học. B. Tính khối lượng mạt sắt tham gia phản ứng. C. Tính nồng độ mol của dung dịch HCl đã dùng.

Dưới đây là lời giải chi tiết cho bài toán:

A. Viết phương trình hóa học

Sắt (Fe) tác dụng với axit clohydric (HCl) tạo ra sắt(II) clorua (FeCl₂) và khí hiđro (H₂). Vì mạt sắt dư, nên HCl là chất phản ứng hết.

Phương trình hóa học của phản ứng là: Fe(r)+2HCl(dd)→FeCl2(dd)+H2(k)Fe(r)​+2HCl(dd)​→FeCl2(dd)​+H2(k)​

B. Tính khối lượng mạt sắt tham gia phản ứng

Để tính khối lượng mạt sắt, chúng ta cần xác định số mol của khí hiđro thu được.

Xác định thể tích mol của khí: Đề bài cho "điều kiện chuẩn". Trong hóa học, "điều kiện chuẩn" thường được hiểu là 25°C (298.15 K) và 1 atm (101.325 kPa). Ở điều kiện này, thể tích mol của một khí là 24,79 L/mol. (Nếu hiểu là 0°C và 1 atm thì thể tích mol là 22,4 L/mol, tuy nhiên với dữ kiện 4,958 L thì việc dùng 24,79 L/mol cho kết quả đẹp hơn). Chúng ta sẽ sử dụng Vm=24,79 L/molVm​=24,79 L/mol.
Tính số mol khí H2H2​ thu được: nH2=VH2Vm=4.958 L24.79 L/molnH2​​=Vm​VH2​​​=24.79 L/mol4.958 L​ nH2=0.200 molnH2​​=0.200 mol
Tính số mol mạt sắt (Fe) đã phản ứng: Theo phương trình hóa học đã cân bằng: Fe+2HCl→FeCl2+H2Fe+2HCl→FeCl2​+H2​ Tỷ lệ mol giữa Fe và H2H2​ là 1:1. Vì mạt sắt dư nên toàn bộ khí H2H2​ sinh ra đều từ Fe phản ứng. nFe=nH2=0.200 molnFe​=nH2​​=0.200 mol
Tính khối lượng mạt sắt tham gia phản ứng: Khối lượng mol của Sắt (Fe) là 56 g/mol. mFe=nFe×MFe=0.200 mol×56 g/molmFe​=nFe​×MFe​=0.200 mol×56 g/mol mFe=11.2 gmFe​=11.2 g
Vậy, khối lượng mạt sắt tham gia phản ứng là 11,2 gam.

C. Tính nồng độ mol của dung dịch HCl đã dùng

Tính số mol HCl đã phản ứng: Theo phương trình hóa học: Fe+2HCl→FeCl2+H2Fe+2HCl→FeCl2​+H2​ Tỷ lệ mol giữa HCl và H2H2​ là 2:1. Do đó, số mol HCl đã phản ứng là: nHCl=2×nH2=2×0.200 molnHCl​=2×nH2​​=2×0.200 mol nHCl=0.400 molnHCl​=0.400 mol
Tính nồng độ mol của dung dịch HCl: Thể tích dung dịch HCl đã dùng là 100 ml, đổi sang lít là VddHCl=100 ml=0.1 LVddHCl​=100 ml=0.1 L. Nồng độ mol (C_M) của dung dịch HCl được tính bằng công thức: CM(HCl)=nHClVddHCl=0.400 mol0.1 LCM(HCl)​=VddHCl​nHCl​​=0.1 L0.400 mol​ CM(HCl)=4.0 MCM(HCl)​=4.0 M