Ở phản ứng 2 số mol H2 là nH2 = 0.448 / 22.4 = 0.02 mol Mg sẽ tham gia phản ứng trước
Mg + 2HCl = MgCl2+ H2
Fe + 2HCl = FeCl2 + H2
Nếu HCl ở phản ứng này vừa đủ hoặc dư thì ở phản ứng 1 chắc chắn sẽ dư. Do đó trong 3.34 gam chất rắn này sẽ có 3.1 gam FeCl2 và 0.24 gam MgCl2.-> n Fe = nFeCl2 = 3.1 / 127 >0.02 mol trong khi số mol H2 thu được của cả Mg và Fe tham gia phản ứng mới chỉ có 0.02 mol- không thỏa mãn. Như vậy trong phản ứng thứ 2 này. HCl đã thiếu -> số mol HCl có trong dung dịch = 2 số mol H2 = 0.04 mol
Quay trở lại phản ứng 1. Nếu như HCl vừa đủ hoặc dư thì số mol muối FeCl2 tạo thành nhỏ hơn hoặc bằng 0.02 mol tức là khối lượng FeCl2 sẽ nhỏ hơn hoặc bằng 127. 0.02= 2.54 gam. Trong khi thực tế lượng FeCl2 thu được là 3.1 gam. Do vậy HCl thiếu trong cả 2 phản ứng.
Trong phản ứng đầu tiên số mol FeCl2 = 1/2 n HCl = 0.04/2 = 0.02 mol -> khối lượng FeCl2 = 127.0,02 = 2.54 gam-> khối lượng Fe dư bằng 0.56 gam
-> a = 0.56 + 0.02 . 56 = 1.68 gam
Do cả 2 phản ứng đều thiếu HCl nên toàn bộ 0.04 mol Cl- sẽ tham gia tạo muối. Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng -> khối lượng của Mg là b = 3.34 - 3.1 = 0.24 gam .
Tới đây là ra kết quả rồi. Có thể làm theo cách này nếu như không áp dụng định luật bảo toàn khối lượng
Cho 0.03 mol Fe và b gam Mg vào 0.04 mol HCl thu được 3.1 gam chất rắn và 0.02 mol H2
Giả sử muối chỉ có MgCl2 thì khi đó số mol MgCl2 = 0.02 mol. Fe còn nguyên không phản ứng. Khi đó khối lượng chất rắn sẽ lớn hơn hoặc bằng 1.68 + 95. 0,02 = 3.58 gam trong khi trên thực tế là 3.34 gam. Không thỏa mãn. Vậy có thể kết luận là Mg đã phản ứng hết và Fe phản ứng 1 phần.
Mg------MgCl2
b/24---->b/24
Fe-------FeCl2
x---------x
Ta có 95b/24 + 127x +56. ( 0.03 - x) = 3.34
b/24 + x = 0.02
-> Hệ
95b/24 + 71x = 1.66
b/24 + x = 0.02 hay 95b/24 + 95 x = 1.9
Giải ra x = 0.01 mol
b = 0.24 gam
Vậy a = 1.68
b = 0.24
Cho 0.03 mol Fe và b gam Mg vào 0.04 mol HCl thu được 3.1 gam chất rắn và 0.02 mol H2
Giả sử muối chỉ có MgCl2 thì khi đó số mol MgCl2 = 0.02 mol. Fe còn nguyên không phản ứng. Khi đó khối lượng chất rắn sẽ lớn hơn hoặc bằng 1.68 + 95. 0,02 = 3.58 gam trong khi trên thực tế là 3.34 gam. Không thỏa mãn. Vậy có thể kết luận là Mg đã phản ứng hết và Fe phản ứng 1 phần.
Mg------MgCl2
b/24---->b/24
Fe-------FeCl2
x---------x
Ta có 95b/24 + 127x +56. ( 0.03 - x) = 3.34
b/24 + x = 0.02
-> Hệ
95b/24 + 71x = 1.66
b/24 + x = 0.02 hay 95b/24 + 95 x = 1.9
Giải ra x = 0.01 mol
b = 0.24 gam
Vậy a = 1.68
b = 0.24
Xét TN1:
PTHH: Fe + 2HCl ⟶ FeCl2 + H2 (1)
Giả sử: Fe phản ứng hết →Chất rắn là FeCl2
nFe = nFeCl2 = nH2 = 3,1 : 127 ≈ 0,024 ( mol )
Xét TN2:
PTHH: Mg + 2HCl ⟶ MgCl2 + H2 (2)
Fe + 2HCl ⟶ FeCl2 + H2 (3)
Ta thấy: Ngoài a gam Fe như thí nghiệm 1 cộng với b gam Mg mà chỉ giải phóng:
nH2 = 0,448 : 22,4 = 0,02 ( mol ) < 0,024 (mol)
Chứng tỏ: Trong TN1: Fe dư, HCl hết.
TN1:
nFe(pư) = nFeCl2= 1212* nHCl = 0,04 : 2 = 0,02(mol)
⇒ mFe(dư) = 3,1 – 0,02 * 127 = 0,56 (gam)
mFe(pư) = 0,02 * 56 = 1,12(gam)
⇒ mFe = a = 0,56 + 1,12 = 1,68(gam)
*TN2: Áp dụng ĐLBTKL:
a + b = 3,34 + 0,02 * 2 - 0,04 *36,5 = 1,92 (g)
Mà a = 1,68g ⇒ b = 1,92 - 1,68 = 0,24 (g)
nMg = 0,24 : 24 = 0,01 (mol)
Theo PTHH (1) nH2 (1) = nMgCl2 = nMg = 0,01 (mol)
⇒ mMgCl2 = 0,01.95 = 0,95 (g)
⇒ nH2 (2) = 0,02 - 0,01 = 0,01 ( mol )
Theo (2) ⇒ nFeCl2 = nH2 (2) = 0,01 (mol)
⇒ mFeCl2 = 0,01 * 127 = 1,27 (g)
Xét TN1:
PTHH: Fe + 2HCl ⟶ FeCl2 + H2 (1)
Giả sử: Fe phản ứng hết →Chất rắn là FeCl2
nFe = nFeCl2 = nH2 = 3,1 : 127 ≈ 0,024 ( mol )
Xét TN2:
PTHH: Mg + 2HCl ⟶ MgCl2 + H2 (2)
Fe + 2HCl ⟶ FeCl2 + H2 (3)
Ta thấy: Ngoài a gam Fe như thí nghiệm 1 cộng với b gam Mg mà chỉ giải phóng:
nH2 = 0,448 : 22,4 = 0,02 ( mol ) < 0,024 (mol)
Chứng tỏ: Trong TN1: Fe dư, HCl hết.
TN1:
nFe(pư) = nFeCl2= \(\frac{1}{2}\)* nHCl = 0,04 : 2 = 0,02(mol)
⇒ mFe(dư) = 3,1 – 0,02 * 127 = 0,56 (gam)
mFe(pư) = 0,02 * 56 = 1,12(gam)
⇒ mFe = a = 0,56 + 1,12 = 1,68(gam)
*TN2: Áp dụng ĐLBTKL:
a + b = 3,34 + 0,02 * 2 - 0,04 *36,5 = 1,92 (g)
Mà a = 1,68g ⇒ b = 1,92 - 1,68 = 0,24 (g)
nMg = 0,24 : 24 = 0,01 (mol)
Theo PTHH (1) nH2 (1) = nMgCl2 = nMg = 0,01 (mol)
⇒ mMgCl2 = 0,01.95 = 0,95 (g)
⇒ nH2 (2) = 0,02 - 0,01 = 0,01 ( mol )
Theo (2) ⇒ nFeCl2 = nH2 (2) = 0,01 (mol)
⇒ mFeCl2 = 0,01 * 127 = 1,27 (g)
mCu = 8,96g
CM (CuSO4) = 0,5625M
Giải thích các bước giải:
Gọi số mol FeSO4 là x
→ Số mol ZnSO4 là 2,5x
Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu↓
x → x → x → x
Zn + CuSO4 → ZnSO4 + Zn↓
2,5x → 2,5x → 2,5x → 2,5x
m dung dịch giảm = mCu - mFe + mZn
→ (x + 2,5x).64 - 56x + 65.2,5x = 0,22
→ x = 0,04
nCu = 0,04 . (1+2,5) = 0,14 (mol)
mCu = 0,14 . 64 = 8,96g
nCuSO4 p.ư = 0,04 + 2,5 . 0,04 = 0,14 mol
Sau phản ứng dung dịch gồm: FeSO4 (0,04 mol); ZnSO4 (0,1 mol), CuSO4 dư (a mol)
Cho dung dịch tác dụng với NaOH dư:
FeSO4 + 2NaOH → Na2SO4 + Fe(OH)2↓
0,04 → 0,04
ZnSO4 + 4NaOH → Na2ZnO2 + Na2SO4 + 2H2O
CuSO4 + 2NaOH → Na2SO4 + Cu(OH)2↓
a → a
Nung kết tủa đến khối lượng không đổi:
4Fe(OH)2 + O2 -to→ 2Fe2O3 + 4H2O
0,04 → 0,02
Cu(OH)2 -to→ CuO + H2O
a → a
mcr = mFe2O3 + mCuO
→ 0,02 . 160 + a.80 = 14,5
→ a = 0,14125
nCuSO4 = nCuSO4 p.ư + nCuSO4 dư = 0,14 + 0,14125 = 0,28125 mol
CM (CuSO4) = 0,28125 : 0,5 = 0,5625M
