hòa tan 11g một hỗn hợp gồm sắt và nhôm bằng dd HCl vừa đủ, sau pư thu được 8,96l khí H2 ở đktc.
a/ tính thành phần phần trăm khối lượng các kim loại có trong hỗn hợp.
b/ Tính thể tích HCl đã dùng (dd HCl 2M).
c/ tính nồng độ phần trăm của dd sau phản ứng biết khối lượng riêng của dd HCl 2M là 1,12g/ml.
Gọi số mol của Fe và Al trong hỗn hợp lần lượt là x và y \(\left(x,y\in N\text{*}\right)\)
Số mol H2 thu được là: \(n_{H_2}=\dfrac{8,96}{22,4}=0,4\left(mol\right)\)
PTHH:
\(Fe+2HCl\rightarrow FeCl_2+H_2\uparrow\left(1\right)\\ 2Al+3HCl\rightarrow2AlCl_3+3H_2\left(2\right)\)
Theo PTHH (1): \(n_{Fe}=x\Rightarrow n_{H_2}=x\)
Theo PTHH (2): \(n_{Al}=y\Rightarrow n_{H_2}=\dfrac{3}{2}y\)
Từ các PTHH và đề bài ta có:
\(\left(I\right)\left\{{}\begin{matrix}x+\dfrac{3}{2}y=0,4\\56x+27y=11\end{matrix}\right.\)
Giải hệ phương trình I ta được x = 0,1 ; y = 0,2
Khối lượng của Fe và Al trong hỗn hợp là:
\(m_{Fe}=0,1.56=5,6\left(g\right)\\ m_{Al}=0,2.27=5,4\left(g\right)\)
Thành phần phần trăm khối lượng Fe và Al trong hỗn hợp là:
\(\%m_{Fe}=\dfrac{5,6}{11}\cdot100\approx50,91\%\\ \%m_{Al}=100\%-50,91\%=49,09\%\)
b) Từ PTHH (1) ta có: \(n_{HCl\left(1\right)}=2x=0,2\left(mol\right)\)
Từ PTHH (2) ta có: \(n_{HCl\left(2\right)}=3y=0,6\left(mol\right)\)
Tổng số mol HCl tham gia phản ứng với hỗn hợp là:
\(n_{HCl}=0,2+0,6=0,8\left(mol\right)\)
Thể tích dung dịch HCl 2M cần dùng:
\(V_{HCl\left(2M\right)}=\dfrac{0,8}{2}=0,4\left(l\right)\)
c) 0,4l = 400ml
Khối lượng dung dịch HCl 2M cần dùng là:
\(m_{HCl\left(2M\right)}=V_{HCl\left(2M\right)}.D_{HCl\left(2M\right)}=400.1,12=448\left(g\right)\)
Dung dịch thu được sau phản ứng có chứa muối FeCl2 và AlCl3
Khối lượng của dung dịch sau phản ứng là:
\(m_{dd}=m_{hh}+m_{HCl}-m_{H_2}=11+488-0,8=458,2\left(g\right)\)
theo PTHH \(n_{FeCl_2}=n_{Fe}=0,1\left(mol\right)\\ n_{AlCl_3}=n_{Al}=0,2\left(mol\right)\)
Khối lượng FeCl2 và AlCl3 thu được là:
\(m_{FeCl_2}=0,1.127=12,7\left(g\right)\\ m_{AlCl_3}=0,2.133,5=26,7\left(g\right)\)
Nồng độ phần trăm các dung dịch thu được là:
\(C\%_{FeCl_2}=\dfrac{12,7}{458,2}\cdot100\approx2,77\%\\ C\%_{AlCl_3}=\dfrac{26,7}{458,2}\approx5,83\%\)
