Question

Trong phòng thí nghiệm có các kim loại Mg , Zn và Fe, các dung dịch axit H2SO4 loãng và HCl. Muốn điều chế được 2,24 lít khí H2 (đktc) phải dùng kim loại nào, axit nào để chỉ cần một khối lượng nhỏ nhất ?

Answer 1

\(n_{H_2}=\dfrac{2,24}{22,4}=0,1\left(mol\right)\)

PTHH:

Mg + 2HCl ---> MgCl₂ + H₂

Zn + 2HCl ---> ZnCl₂ + H₂

Fe + 2HCl ---> FeCl₂ + H₂

Mg + H₂SO₄ ---> MgSO₄ + H₂

Zn + H₂SO₄ ---> ZnSO₄ + H₂

Fe + H₂SO₄ ---> FeSO₄ + H₂

Theo các pthh trên: \(\left\{{}\begin{matrix}n_{HCl}=2n_{H_2}=2.0,1=0,2\left(mol\right)\\n_{H_2SO_4}=n_{H_2}=0,1\left(mol\right)\\n_{Fe}=n_{Zn}=n_{Mg}=n_{H_2}=0,1\left(mol\right)\end{matrix}\right.\)

\(\rightarrow\left\{{}\begin{matrix}\left\{{}\begin{matrix}m_{HCl}=0,2.36,5=7,3\left(g\right)\\m_{H_2SO_4}=98.0,1=9,8\left(g\right)\end{matrix}\right.\\\left\{{}\begin{matrix}m_{Fe}=0,1.56=5,6\left(g\right)\\m_{Zn}=0,1.65=6,5\left(g\right)\\m_{Mg}=0,1.24=2,4\left(g\right)\end{matrix}\right.\end{matrix}\right.\rightarrow\left\{{}\begin{matrix}m_{HCl}< m_{H_2SO_4}\\m_{Mg}< m_{Fe}< m_{Zn}\end{matrix}\right.\)

Vậy chọn HCl và Mg thì đièu chế vs lượng nhỏ nhất

Answer 2

\(n_{H_2}=\dfrac{2,24}{22,4}=0,1mol\)

Nếu dùng HCl:

\(n_{HCl}=2n_{H_2}=0,2mol\Rightarrow m_{HCl}=0,2\cdot36,5=7,3g\)

Nếu dùng \(H_2SO_4\) :

\(n_{H_2SO_4}=n_{H_2}=0,1mol\Rightarrow m_{H_2SO_4}=0,1\cdot98=9,8g\)

\(\Rightarrow\)Dùng \(HCl\) để cần một khối lượng nhỏ nhất.

Nếu dùng Mg:

\(Mg+2HCl\rightarrow MgCl_2+H_2\)

0,1                                    0,1

\(m_{Mg}=0,1\cdot24=2,4g\)

Nếu dùng Zn:

\(Zn+2HCl\rightarrow ZnCl_2+H_2\)

0,1                                  0,1

\(m_{Zn}=0,1\cdot65=6,5g\)

Nếu dùng Fe:

\(Fe+2HCl\rightarrow FeCl_2+H_2\)

0,1                                 0,1

\(m_{Fe}=0,1\cdot56=5,6g\)

\(\Rightarrow\)Dùng Mg để có khối lượng nhỏ nhất.

Vậy dùng kim loại Mg và axit HCl.