\(a.n_{H_2}=\dfrac{6,72}{22,4}=0,3mol\\ 2Al+3H_2SO_4\rightarrow Al_2\left(SO_4\right)_3+3H_2\)
0,2 0,3 0,1 0,3
\(m_{Al}=0,2.27=5,4g\\ b.C_{M\left(H_2SO_4\right)}=\dfrac{0,3}{0,45}=\dfrac{2}{3}M\\ c.2H_2+O_2\underrightarrow{t^0}2H_2O\)
0,3 0,15 0,3
\(V_{O_2}=0,15.22,4=3,36l\)
\(2Al+3H_2SO_4\rightarrow Al_2\left(SO_4\right)_3+3H_2\\ n_{H_2}=\dfrac{6,72}{22,4}=0,3\left(mol\right)\\ n_{Al}=\dfrac{2}{3}n_{H_2}=\dfrac{2}{3}.0,3=0,2\left(mol\right)\\ a,m_{Al}=0,2.27=5,4\left(g\right)\\ n_{H_2SO_4}=n_{H_2}=0,3\left(mol\right)\\ b,C_{MddH_2SO_4}=\dfrac{0,3}{0,45}=\dfrac{2}{3}\left(M\right)\\ 2H_2+O_2\rightarrow\left(t^o\right)2H_2O\\ n_{O_2}=\dfrac{n_{H_2}}{2}=\dfrac{0,3}{2}=0,15\left(mol\right)\\ c,V_{O_2\left(đktc\right)}=0,15.22,4=3,36\left(l\right)\)
Để giải bài toán này, ta cần biết rằng phản ứng giữa nhôm và axit sunfuric (H2SO4) là phản ứng trao đổi, tạo ra khí hiđro (H2) và muối nhôm sulfat (Al2(SO4)3). Ta cần sử dụng các phương trình phản ứng hóa học và các quy tắc của hóa học để giải quyết từng câu hỏi.
a. Để tính khối lượng nhôm đã phản ứng, ta cần biết số mol khí hiđro đã thu được. Với biểu thức phản ứng: 2Al + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2 Ta thấy 2 mol nhôm (Al) tạo ra 3 mol khí hiđro (H2). Vì vậy, số mol khí hiđro là: n(H2) = 6,72 (lít) / 22,4 (lít/mol) = 0,3 mol Vì 2 mol nhôm tạo ra 3 mol khí hiđro, nên số mol nhôm đã phản ứng là: n(Al) = 0,3 mol x (2 mol Al / 3 mol H2) = 0,2 mol Để tính khối lượng nhôm đã phản ứng, ta sử dụng khối lượng mol của nhôm: M(Al) = 27 g/mol Khối lượng nhôm đã phản ứng là: m(Al) = n(Al) x M(Al) = 0,2 mol x 27 g/mol = 5,4 g
b. Để tính nồng độ mol của dd axit ban đầu, ta cần biết số mol axit đã phản ứng và thể tích dd axit. Với biểu thức phản ứng trên, ta thấy 3 mol axit sunfuric (H2SO4) tạo ra 3 mol khí hiđro (H2). Vì vậy, số mol axit đã phản ứng là: n(H2SO4) = 0,3 mol Thể tích dd axit ban đầu là 450 ml. Để tính nồng độ mol, ta sử dụng công thức: C = n/V Trong đó, C là nồng độ mol, n là số mol, và V là thể tích. n(H2SO4) = C x V C = n(H2SO4) / V = 0,3 mol / 0,45 l = 0,67 mol/l
c. Để tính thể tích khí oxi (ở điều kiện tiêu chuẩn - ĐKTC) cần để đốt cháy hết khí hiđro, ta sử dụng tỷ lệ mol của oxi và hiđro trong phản ứng: 2Al + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2 Ta thấy 3 mol khí hiđro (H2) tạo ra 1 mol oxi (O2). Vì vậy, số mol oxi cần là: n(O2) = 0,3 mol / 3 = 0,1 mol Sử dụng công thức: V = n x Vm Trong đó, V là thể tích, n là số mol, và Vm là thể tích mol (ở ĐKTC) của một mol khí. Thể tích khí oxi cần là: V(O2) = n(O2) x Vm(O2) = 0,1 mol x 22,4 l/mol = 2,24 lít
Vậy, kết quả là: a. Khối lượng nhôm đã phản ứng là 5,4 g. b. Nồng độ mol của dd axit ban đầu là 0,67 mol/l. c. Thể tích khí oxi (ở ĐKTC) cần để đốt cháy hết khí hiđro là 2,24 lít.
