Question

Đã trả lời bởi chuyên gia

Answer 1

Giải
a) Tìm kim loại M
- Gọi công thức của oxit kim loại là MO.
- Gọi x là số mol của MO tham gia phản ứng (x > 0).
+ Phương trình hóa học: $M O + H_{2} S O_{4} \to M S O_{4} + H_{2} O$
- Theo phương trình, ta có:
$n_{H_{2} S O_{4}} = n_{M S O_{4}} = n_{M O} = x$ (mol)
- Khối lượng các chất theo x và nguyên tử khối M là:
+ Khối lượng oxit: $m_{M O} = x \cdot (M + 16) = 36$ (g) => $x = \frac{36}{M + 16}$ (1)
+ Khối lượng chất tan $H_{2} S O_{4}$ : $m_{H_{2} S O_{4}} = 98 x$ (g)
+ Khối lượng dung dịch $H_{2} S O_{4}$ 20% đã dùng:
$m_{d d H_{2} S O_{4}} = \frac{98 x \cdot 100}{20} = 490 x$ (g)
- Khối lượng chất tan sau phản ứng ( $M S O_{4}$ ): $m_{M S O_{4}} = x \cdot (M + 96)$ (g)
- Khối lượng dung dịch sau phản ứng (dung dịch X)
+ Theo định luật bảo toàn khối lượng: $m_{d d X} = m_{M O} + m_{d d H_{2} S O_{4}} = 36 + 490 x (g)$
- Dung dịch X có nồng độ 28,07 %, ta có phương trình:
${C %}_{X} = \frac{m_{M S O_{4}}}{m_{d d X}} \cdot 100 % = 28, 07 %$
=> $\frac{x \cdot (M + 96)}{36 + 490 x} = 0, 2807$
- Thay x.(M + 16) = 36 => x.M = 36 - 16x vào phương trình trên:
$\Leftrightarrow$ $\frac{(36 - 16 x) + 96 x}{36 + 490 x} = 0, 2807$
$\Leftrightarrow$ $\frac{36 + 80 x}{36 + 490 x} = 0, 2807$
$\Leftrightarrow$ 36 + 80x = 10,1052 + 137,543x
$\Leftrightarrow$ 57,543x = 25,8948 => x $\approx$ 0,45 (mol)
Thay x = 0,45 vào (1): $0, 45 = \frac{36}{M + 16} \Rightarrow M + 16 = 80 \Rightarrow M = 64 (g / m o l)$
Vậy kim loại M là Đồng (Cu). Công thức oxit là CuO.

b) Tính khối lượng tinh thể tách ra (m)
Từ câu a, ta có dung dịch X chứa chất tan là CuSO₄.
- Số mol CuO ban đầu: x = 0,45 (mol)
- Khối lượng dung dịch X ban đầu: $m_{d d X} = 36 + 490 \cdot 0, 45 = 256, 5$ (g)
- Khối lượng CuSO₄ ban đầu: $m_{C u S O_{4}} = 0, 45 \cdot 160 = 72$ (g)
- Khối lượng nước ban đầu trong dung dịch X: $m_{H_{2} O} = 256, 5 - 72 = 184, 5$ (g)
- Khi làm nguội, tinh thể tách ra là CuSO₄ . 5H₂O có khối lượng là m (gam).
$M_{C u S O_{4} \cdot 5 H_{2} O} = 250$ (g/mol)
- Số mol tinh thể bị tách ra: $n = \frac{m}{250}$ (mol)
- Từ đó, lượng chất tan và nước mất đi theo tinh thể là:
$m_{C u S O_{4} t á c h r a} = \frac{m}{250} \cdot 160 = 0, 64 m$ (g)
$m_{H_{2} O t á c h r á} = m - 0, 64 m = 0, 36 m$ (g)
- Xét dung dịch bão hòa còn lại ở nhiệt độ t $°$ C:
+ Khối lượng chất tan CuSO₄ còn lại: $m_{C u S O_{4}}^{'} = 72 - 0, 64 m$ (g)
+ Khối lượng nước còn lại: $m_{H_{2} O}^{'} = 184, 5 - 0, 36 m$ (g)
+ Theo định nghĩa về độ tan (S = 17,074 g ở t $°$ C), nghĩa là cứ 100 g nước sẽ hòa tan tối đa 17,074 g CuSO₄. Ta có tỉ lệ tỉ lệ thuận:
$\frac{m_{C u S O_{4}}^{'}}{m_{H_{2} O}^{'}} = \frac{17, 074}{100}$
$\Leftrightarrow \frac{72 - 0, 64 m}{184, 5 - 0, 36 m} = 0, 17074$
$\Leftrightarrow 72 - 0, 64 m = 0, 17074 \cdot (184, 5 - 0, 36 m)$
$\Leftrightarrow 72 - 0, 64 m = 31, 5015 - 0, 061466 m$
$\Leftrightarrow 0, 578534 m = 40, 4985$
$\Leftrightarrow m \approx 70$ (gam)
Đáp số:
a) Kim loại M là Cu (Đồng).
b) Khối lượng tinh thể $C u S O_{4} \cdot 5 H_{2} O$ tách ra là 70 gam.

...Xem thêm

Answer 2

Giải
a) Tìm kim loại M
- Gọi công thức của oxit kim loại là MO.
- Gọi x là số mol của MO tham gia phản ứng (x > 0).
+ Phương trình hóa học: $M O + H_{2} S O_{4} \to M S O_{4} + H_{2} O$
- Theo phương trình, ta có:
$n_{H_{2} S O_{4}} = n_{M S O_{4}} = n_{M O} = x$ (mol)
- Khối lượng các chất theo x và nguyên tử khối M là:
+ Khối lượng oxit: $m_{M O} = x \cdot (M + 16) = 36$ (g) => $x = \frac{36}{M + 16}$ (1)
+ Khối lượng chất tan $H_{2} S O_{4}$ : $m_{H_{2} S O_{4}} = 98 x$ (g)
+ Khối lượng dung dịch $H_{2} S O_{4}$ 20% đã dùng:
$m_{d d H_{2} S O_{4}} = \frac{98 x \cdot 100}{20} = 490 x$ (g)
- Khối lượng chất tan sau phản ứng ( $M S O_{4}$ ): $m_{M S O_{4}} = x \cdot (M + 96)$ (g)
- Khối lượng dung dịch sau phản ứng (dung dịch X)
+ Theo định luật bảo toàn khối lượng: $m_{d d X} = m_{M O} + m_{d d H_{2} S O_{4}} = 36 + 490 x (g)$
- Dung dịch X có nồng độ 28,07 %, ta có phương trình:
${C %}_{X} = \frac{m_{M S O_{4}}}{m_{d d X}} \cdot 100 % = 28, 07 %$
=> $\frac{x \cdot (M + 96)}{36 + 490 x} = 0, 2807$
- Thay x.(M + 16) = 36 => x.M = 36 - 16x vào phương trình trên:
$\Leftrightarrow$ $\frac{(36 - 16 x) + 96 x}{36 + 490 x} = 0, 2807$
$\Leftrightarrow$ $\frac{36 + 80 x}{36 + 490 x} = 0, 2807$
$\Leftrightarrow$ 36 + 80x = 10,1052 + 137,543x
$\Leftrightarrow$ 57,543x = 25,8948 => x $\approx$ 0,45 (mol)
Thay x = 0,45 vào (1): $0, 45 = \frac{36}{M + 16} \Rightarrow M + 16 = 80 \Rightarrow M = 64 (g / m o l)$
Vậy kim loại M là Đồng (Cu). Công thức oxit là CuO.

b) Tính khối lượng tinh thể tách ra (m)
Từ câu a, ta có dung dịch X chứa chất tan là CuSO₄.
- Số mol CuO ban đầu: x = 0,45 (mol)
- Khối lượng dung dịch X ban đầu: $m_{d d X} = 36 + 490 \cdot 0, 45 = 256, 5$ (g)
- Khối lượng CuSO₄ ban đầu: $m_{C u S O_{4}} = 0, 45 \cdot 160 = 72$ (g)
- Khối lượng nước ban đầu trong dung dịch X: $m_{H_{2} O} = 256, 5 - 72 = 184, 5$ (g)
- Khi làm nguội, tinh thể tách ra là CuSO₄ . 5H₂O có khối lượng là m (gam).
$M_{C u S O_{4} \cdot 5 H_{2} O} = 250$ (g/mol)
- Số mol tinh thể bị tách ra: $n = \frac{m}{250}$ (mol)
- Từ đó, lượng chất tan và nước mất đi theo tinh thể là:
$m_{C u S O_{4} t á c h r a} = \frac{m}{250} \cdot 160 = 0, 64 m$ (g)
$m_{H_{2} O t á c h r á} = m - 0, 64 m = 0, 36 m$ (g)
- Xét dung dịch bão hòa còn lại ở nhiệt độ t $°$ C:
+ Khối lượng chất tan CuSO₄ còn lại: $m_{C u S O_{4}}^{'} = 72 - 0, 64 m$ (g)
+ Khối lượng nước còn lại: $m_{H_{2} O}^{'} = 184, 5 - 0, 36 m$ (g)
+ Theo định nghĩa về độ tan (S = 17,074 g ở t $°$ C), nghĩa là cứ 100 g nước sẽ hòa tan tối đa 17,074 g CuSO₄. Ta có tỉ lệ tỉ lệ thuận:
$\frac{m_{C u S O_{4}}^{'}}{m_{H_{2} O}^{'}} = \frac{17, 074}{100}$
$\Leftrightarrow \frac{72 - 0, 64 m}{184, 5 - 0, 36 m} = 0, 17074$
$\Leftrightarrow 72 - 0, 64 m = 0, 17074 \cdot (184, 5 - 0, 36 m)$
$\Leftrightarrow 72 - 0, 64 m = 31, 5015 - 0, 061466 m$
$\Leftrightarrow 0, 578534 m = 40, 4985$
$\Leftrightarrow m \approx 70$ (gam)
Đáp số:
a) Kim loại M là Cu (Đồng).
b) Khối lượng tinh thể $C u S O_{4} \cdot 5 H_{2} O$ tách ra là 70 gam.

Answer 3

Dưới đây là lời giải chi tiết cho bài toán:

Đề bài tóm tắt:

Oxit kim loại M (hóa trị II) có khối lượng 36 gam.
Hòa tan hoàn toàn oxit M trong dung dịch H₂SO₄ 20% (loãng) vừa đủ, thu được dung dịch X có nồng độ 28,07%.
a) Tìm kim loại M.
b) Làm nguội dung dịch X đến nhiệt độ t°C, tinh thể MSO₄·5H₂O kết tinh ra m gam.
Độ tan của MSO₄ ở t°C là 17,074 gam.
Tính m.

Phân tích và giải: a) Tìm kim loại M

Oxit kim loại M có hóa trị II, công thức oxit là $M O$ MO hoặc $M O_{x}$ MOx với M hóa trị II thì oxit thường là $M O$ MO.
Phản ứng hòa tan oxit M trong H₂SO₄:

$M O + H_{2} S O_{4} \to M S O_{4} + H_{2} O$ MO+H2SO4→MSO4+H2O

Gọi số mol M là $n$ n, khối lượng M là $M_{M} \cdot n$ MM⋅n, khối lượng oxi là $16 \cdot n$ 16⋅n.
Tổng khối lượng oxit: $36 g = n (M_{M} + 16) \Rightarrow n = \frac{36}{M_{M} + 16}$ 36g=n(MM+16)⇒n=MM+1636.
Sau phản ứng, thu được dung dịch X có nồng độ 28,07% (tính theo khối lượng).
Dung dịch X gồm:
- Muối $M S O_{4}$ MSO4 có khối lượng: $n (M_{M} + 96)$ n(MM+96) (vì $S O_{4}$ SO4 có khối lượng 96 g/mol).
- Dung dịch H₂SO₄ ban đầu có khối lượng $m_{H_{2} S O_{4}}$ mH2SO4 và nước có khối lượng $m_{H_{2} O}$ mH2O.
- Lượng H₂SO₄ dùng là vừa đủ để phản ứng hết oxit, tức số mol H₂SO₄ bằng số mol oxit $n$ n.
Khối lượng H₂SO₄ dùng:

$m_{H_{2} S O_{4}} = n \times 98$ mH2SO4=n×98

Dung dịch H₂SO₄ 20% nghĩa là trong 100 g dung dịch có 20 g H₂SO₄ và 80 g nước.
Gọi khối lượng dung dịch H₂SO₄ ban đầu là $m_{d}$ md, thì:

$0.2 m_{d} = m_{H_{2} S O_{4}} = 98 n \Rightarrow m_{d} = \frac{98 n}{0.2} = 490 n$ 0.2md=mH2SO4=98n⇒md=0.298n=490n

Khối lượng nước trong dung dịch ban đầu:

$m_{H_{2} O, b a n đ \overset{ˋ}{\hat{a}} u} = m_{d} - m_{H_{2} S O_{4}} = 490 n - 98 n = 392 n$ mH2O,banđa^ˋu=md−mH2SO4=490n−98n=392n

Tổng khối lượng dung dịch X sau phản ứng:

$m_{X} = m_{m u \overset{ˊ}{\hat{o}} i} + m_{H_{2} O, b a n đ \overset{ˋ}{\hat{a}} u} = n (M_{M} + 96) + 392 n = n (M_{M} + 96 + 392) = n (M_{M} + 488)$ mX=mmuo^ˊi+mH2O,banđa^ˋu=n(MM+96)+392n=n(MM+96+392)=n(MM+488)

Nồng độ dung dịch X là 28,07% nghĩa là:

$\frac{m_{m u \overset{ˊ}{\hat{o}} i}}{m_{X}} = 0.2807 \Rightarrow \frac{n (M_{M} + 96)}{n (M_{M} + 488)} = 0.2807 \Rightarrow \frac{M_{M} + 96}{M_{M} + 488} = 0.2807$ mXmmuo^ˊi=0.2807⇒n(MM+488)n(MM+96)=0.2807⇒MM+488MM+96=0.2807

Giải phương trình:

$M_{M} + 96 = 0.2807 (M_{M} + 488)$ MM+96=0.2807(MM+488)

$M_{M} + 96 = 0.2807 M_{M} + 137.0$ MM+96=0.2807MM+137.0

$M_{M} - 0.2807 M_{M} = 137.0 - 96$ MM−0.2807MM=137.0−96

$0.7193 M_{M} = 41.0$ 0.7193MM=41.0

$M_{M} = \frac{41.0}{0.7193} \approx 57.0$ MM=0.719341.0≈57.0

Khối lượng nguyên tử của M xấp xỉ 57, tương ứng với nguyên tố Fe (Sắt) có khối lượng nguyên tử khoảng 56.
Vậy kim loại M là Fe.

b) Tính khối lượng tinh thể MSO₄·5H₂O kết tinh ra (m gam)

Muối tạo thành là FeSO₄.
Độ tan của FeSO₄ ở t°C là 17,074 g trong dung dịch.
Tổng khối lượng muối FeSO₄ trong dung dịch là:

$m_{F e S O_{4}} = n (M_{M} + 96) = n (56 + 96) = 152 n$ mFeSO4=n(MM+96)=n(56+96)=152n

Từ trên, ta có:

$n = \frac{36}{M_{M} + 16} = \frac{36}{56 + 16} = \frac{36}{72} = 0.5 mol$ n=MM+1636=56+1636=7236=0.5mol

Khối lượng muối FeSO₄ trong dung dịch:

$m_{F e S O_{4}} = 152 \times 0.5 = 76 g$ mFeSO4=152×0.5=76g

Độ tan của FeSO₄ ở t°C là 17,074 g, nghĩa là trong dung dịch còn lại chỉ hòa tan được 17,074 g muối, phần còn lại kết tinh ra.
Khối lượng muối kết tinh:

$m_{k \overset{ˊ}{\hat{e}} t t i n h} = 76 - 17, 074 = 58, 926 g$ mke^ˊttinh=76−17,074=58,926g

Muối kết tinh là FeSO₄·5H₂O, khối lượng mol:

$M_{F e S O_{4} \cdot 5 H_{2} O} = 152 + 5 \times 18 = 152 + 90 = 242 g/mol$ MFeSO4⋅5H2O=152+5×18=152+90=242g/mol

Khối lượng muối khan FeSO₄ tương ứng với 58,926 g muối kết tinh:

$s \overset{ˊ}{\hat{o}} mol mu \overset{ˊ}{\hat{o}} i k \overset{ˊ}{\hat{e}} t tinh = \frac{58, 926}{242} \approx 0.2434 mol$ soˆˊ mol muoˆˊi keˆˊt tinh=24258,926≈0.2434mol

Khối lượng tinh thể kết tinh là $m = 58, 926 g$ m=58,926g.

Kết luận:

a) Kim loại M là Fe (Sắt).
b) Khối lượng tinh thể FeSO₄·5H₂O kết tinh ra là khoảng 58,93 gam.