Question

[Trang Quynh]

Hòa tan 12,1(g) hỗn hợp Zn, Fe trong 2l dung dịch H2SO4 5M

a) Nồng độ mol dư?

b) Sau phản ứng thu được 4,958l H2(dkc)

Answer 1

[Phạm Tuấn Kiệt]

Chúng ta giải bài toán theo từng bước:

Dữ kiện bài toán:

• Khối lượng hỗn hợp: \(m = 12 , 1 g\) (gồm Zn và Fe)
• Thể tích dung dịch H₂SO₄: \(V = 2 L\)
• Nồng độ H₂SO₄: \(C = 5 M\)
• Thể tích khí H₂ thu được: \(V_{H_{2}} = 4 , 958 L\) (đkc)

---

Phương trình phản ứng hóa học:

1. Zn phản ứng với H₂SO₄
   \(Z n + H_{2} S O_{4} \rightarrow Z n S O_{4} + H_{2} \uparrow\)
2. • Số mol H₂ sinh ra = số mol Zn phản ứng.
3. Fe phản ứng với H₂SO₄
   \(F e + H_{2} S O_{4} \rightarrow F e S O_{4} + H_{2} \uparrow\)
4. • Số mol H₂ sinh ra = số mol Fe phản ứng.

Tổng số mol khí H₂ thu được:

\(n_{H_{2}} = \frac{V_{H_{2}}}{22 , 4} = \frac{4 , 958}{22 , 4} \approx 0 , 2214 \&\text{nbsp};\text{mol}\)

Vậy tổng số mol Zn và Fe tham gia phản ứng là 0,2214 mol.

---

Tính số mol H₂SO₄ ban đầu:

\(n_{H_{2} S O_{4}} = C \times V = 5 \times 2 = 10 \&\text{nbsp};\text{mol}\)

Mỗi phản ứng với Zn hoặc Fe tiêu thụ 1 mol H₂SO₄ để tạo ra 1 mol H₂, nên lượng H₂SO₄ đã phản ứng là:

\(n_{H_{2} S O_{4} \&\text{nbsp};(đ \overset{\sim}{\text{a}} \&\text{nbsp};\text{ph}ả\text{n}\&\text{nbsp};ứ\text{ng})} = n_{H_{2}} = 0 , 2214 \&\text{nbsp};\text{mol}\)

Lượng H₂SO₄ dư sau phản ứng:

\(n_{H_{2} S O_{4} \&\text{nbsp};(\text{d}ư)} = 10 - 0 , 2214 = 9 , 7786 \&\text{nbsp};\text{mol}\)

---

a) Nồng độ mol của H₂SO₄ dư

Nồng độ mol của H₂SO₄ dư trong dung dịch:

\(C_{\text{d}ư} = \frac{n_{\text{d}ư}}{V} = \frac{9 , 7786}{2} = 4 , 8893 M\)

---

b) Xác định khối lượng Zn và Fe trong hỗn hợp

Gọi số mol của Zn là \(x\), số mol của Fe là \(y\), ta có hệ phương trình:

\(x + y = 0 , 2214\) \(65 x + 56 y = 12 , 1\)

Giải hệ phương trình:

1. Từ phương trình thứ nhất: \(y = 0 , 2214 - x\).
2. Thay vào phương trình khối lượng:

\(65 x + 56 \left(\right. 0 , 2214 - x \left.\right) = 12 , 1\) \(65 x + 12 , 3984 - 56 x = 12 , 1\) \(9 x = - 0 , 2984\) \(x = 0 , 0332 , y = 0 , 2214 - 0 , 0332 = 0 , 1882\)

Vậy:

• Số mol Zn: \(x = 0 , 0332\) → \(m_{Z n} = 0 , 0332 \times 65 = 2 , 158 g\)
• Số mol Fe: \(y = 0 , 1882\) → \(m_{F e} = 0 , 1882 \times 56 = 10 , 542 g\)

---

Kết quả:

• Nồng độ mol H₂SO₄ dư: \(4 , 8893 M\)
• Khối lượng Zn: \(2 , 158 g\)
• Khối lượng Fe: \(10 , 542 g\)