Bài 33: Điều chế Hiđro - Phản ứng thế

giả sử 2 kim loại cùng 1 khối lượng là a , ta có

            \(2Al+6HCl->2AlCl_3+3H_2\) 

(mol)        \(\frac{a}{27}\)                                               \(\frac{a}{18}\) 

               \(Fe+2HCl->FeCl_2+H_2\) 

(mol)          \(\frac{a}{56}\)                                             \(\frac{a}{56}\) 

vì \(\frac{a}{56}< \frac{a}{18}\)  => cùng 1 khối lượng như nhau , Al cho thể tích khí hidro nhiều hơn Fe

Lời giải:

a) - Phần này không cần viết phương trình nhé!

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có:

m_O2(cần dùng) = m_Oxit - m_{hỗn hợp}

\(\Leftrightarrow m_{O2}=43,6-27,6=16\left(gam\right)\)

=> n_O2 = \(\frac{16}{32}=0,5\left(mol\right)\)

=> Thể tích Oxi cần dùng: V_O2(đktc) = 0,5 x 22,4 = 11,2 (l)

b) PTHH: 2KClO₃ =(nhiệt)=> 2KCl + 3O₂

Theo PTHH, n_KClO3 = \(\frac{0,5\times2}{3}=\frac{1}{3}\left(mol\right)\)

=> m_KClO3 = \(\frac{1}{3}\times122,5\approx40,833\left(gam\right)\)

n_H20 = 9/18 = 0,5 (mol)

Gọi x,y là số mol của CuO và Fe2O3.

PTHH:

- CuO + H2 -> H20 + Cu

x mol             x mol

80x g  

- Fe2O3 + 3H2 -> 3H2O + 2Fe          

y mol                    3y mol

160y g

HPT:

(1)  80x + 160y = 32

(2) x + 3y = 0,5

Nhân 80 vào (2) rồi lấy (2) - (1)

  (2) 80x + 240y = 40

- (1) 80x + 160y = 32

= > 80y = 8

=> y = 8/80 = 0,1

=> x + 0,3 = 0,5 => x = 0,2

n_Cu = n_CuO = x = 0,2 (mol)

=> m_Cu = 0,2 . 64 = 12,8 (g)

n_Fe = 2.n_Fe2O3 = 2.y = 2.0,1 = 0,2 (mol)

=> m_Fe = 0,2 . 56 = 11,2 (g)

Vậy \(\sum m_{hh}=12,8+11,2=24\left(g\right)\).

n0=nH20.->mKL=mhh-m0

CuO + H\(_2\)\(\rightarrow\) Cu + H\(_2\)O

Mol: x : x \(\rightarrow\) x : x

Fe\(_2\)O\(_3\) + 3H\(_2\) \(\rightarrow\) 2Fe + 3H\(_2\)O

Mol: y : 3y \(\rightarrow\) 2y : 3y

Gọi x, y lần lượt là số mol của CuO, Fe\(_2\)O\(_3\)

Ta có: m\(_{CuO}\)+m\(_{Fe_2O_3}\) = 32(g)

=> 80x + 160y = 32(1)

Ta lại có: m\(_{H_2O}\)= 9(g)

=> n\(_{H_2O}\) = 9 : 18 = 0,5 (mol)

=> x + 3y = 0,5(2)

Giải phương trình (1)(2) ta được:

\(\left\{{}\begin{matrix}x=0,2\\y=0,1\end{matrix}\right.\)

m\(_{CuO}\)= 0,2 . 80 = 16(g)

m\(_{Fe_2O_2}\)= 0,1 . 160 = 16(g)

Sửa đề: Tăng 3,36% so với hỗn hợp trước phản ứng.

\(2CO\left(x\right)+O_2\left(0,5x\right)\rightarrow2CO_2\left(x\right)\)

\(V_A=\frac{100}{5}=20\)

\(\Rightarrow V_{kk}=\frac{100}{5}.4=80\)

\(\Rightarrow V_{O_2}=\frac{80}{5}=16\)

\(\Rightarrow V_{N_2}=\frac{80}{5}.4=64\)

\(\Rightarrow\%N_2\left(bđ\right)=\frac{64}{100}.100\%=64\%\)

\(\Rightarrow\%N_2\left(ls\right)=64\%+3,36\%=67,36\%\)

Gọi thể tích của CO, CO₂ lần lược là: x, y

\(\Rightarrow x+y=20\left(1\right)\)

\(V_{O_2\left(dư\right)}=16-0,5x\)

\(V_{CO_2}=y+x\)

\(\Rightarrow V_{\left(hhspu\right)}=64+16-0,5x+y+x=80+0,5x+y\)

\(\Rightarrow\frac{64}{80+0,5x+y}.100\%=67,36\%\)

\(\Rightarrow421x+842y=12640\left(2\right)\)

Từ (1) và (2) ta có hệ: \(\left\{\begin{matrix}x+y=20\\421x+842y=12640\end{matrix}\right.\)

\(\Rightarrow\left\{\begin{matrix}x=9,9865\\y=10,0135\end{matrix}\right.\)

\(\Rightarrow\%CO=\frac{9,9865}{20}.100\%=49,9325\%\)

\(\Rightarrow\%CO_2=100\%-49,9325\%=50,0675\%\)

a/ \(2CO\left(0,2\right)+O_2\left(0,1\right)\rightarrow2CO_2\left(0,2\right)\)

\(2H_2\left(0,1\right)+O_2\left(0,05\right)\rightarrow2H_2O\left(0,1\right)\)

\(n_{H_2O}=\frac{1,8}{18}=0,1\)

\(n_{O_2}=\frac{3,36}{22,4}=0,15\)

Số mol O₂ phản ứng ở phản ứng đầu là: \(0,15-0,05=0,1\)

\(\Rightarrow m_{CO_2}=0,2.44=8,8\)

b/ \(m_{CO}=0,2.28=5,6\)

\(m_{H_2}=0,1.2=0,2\)

c/ \(\%CO=\frac{0,2}{0,3}.100\%=66,67\%\)

\(\Rightarrow\%H_2=100\%-66,67\%=33,33\%\)

fe+2hcl---->fecl2+ h2

zn+2hcl-----> zncl2+ h2

goi so mol cua fe va zn lan luot la x, y(x,y>0)

ta co he pt

(1) 56x+65y=12.1

(2) x+y=4.48/22.4=0.2

rui ban giai ra la duoc

b> xet 2pt thay n HCL= 2nH2===> mHCL= 2*0.2*3605=.....

coi hỗn hợp chỉ gồm Fe và O. Gọi nFe=x, nO=y

theo khối lượng ta có: 56x+16y=17,6

áp dungjbaor toàn nguyên tố: nH2 =n H2O= n O =0,2 (mol) => mFe= 17,6 -16 * 0,2=14,4(g)

*)Trường hợp 1 : PTHH:       Fe + H2SO4===> FeSO4 + H2      (1)

                                               0,45                             0,45       0,45       (mol)

                                                Zn + H2SO4 ===> ZnSO4 + H2      (2)

                                              0,38                                           0,38        (mol)

n_Fe= 25 / 56 = 0,45 mol < n_H2SO4 => H2SO4 dư, Fe hết

Lập các số mol theo PTHH 

Gọi khối lượng dung dịch H2SO4 là a ( gam)

=> m_{dung dịch (1)} = a + 25 - 0,45 x 2 = 24,1 + a ( gam)        

n_Zn = 25 / 65 =  0,38 mol < n_H2SO4 => H2SO4 dư, Zn hết

Lập các số mol theo PTHH

=> m_{dung dịch (2)} = a + 25 - 0,38 x 2 = a + 24,24 (gam)

=> Ở trường hợp 1 cốc A nhẹ hơn cốc B

*) Trường hợp 2 : Làm tương tự như trường hợp 1

=> Cốc A nhẹ hơn cốc B

CTHH: Fe₂O₃