Cho 6,45 hỗn hợp A gồm Mg và Al tác dụng với khí Cl2 đun nóng. Sau 1 thời gian thu được 20,65g chất rắn B. Cho toàn bộ B tan hết trong dung dịc HCl, thu được dung dịch C và khí H2. Dẫn toàn bộ khí H2 này qua ống đựng 20g CuO đun nóng. Sau 1 thời gian thu được chất rắn nặng 18,4g. Biết chỉ 80% khí H2 tham gia phản ứng. Tính khối lượng mỗi kim loại trong A?
Chúc bạn học tốt!!!
Đáp án:
`m_{Mg}=2,4g`
`m_{Al}=4,05g`
Giải thích các bước giải:
Xét Thí nghiệm `2:`
$CuO + H_2 \xrightarrow {t^0} Cu + H_2O$
Đặt `n_{CuO.pư}=a mol`
Theo pt:
`n_{Cu}=n_{CuO.pư}=a mol`
Ta có:
$\Delta m=m_{CuO.pư}-m_{Cu}=20-18,4$
`=> 80a-64a=1,6`
`=> 16a=1,6`
`=> a=0,1 mol`
Theo pt:
`n_{H_2}=n_{CuO.pư}=0,1 mol`
Mà theo giả thiết đề bài thì chỉ có `80%` `H_2` phản ứng
`=> n_{H_2.bđ}={0,1}/{80%}=0,125 mol`
Xét Thí nghiệm `1:`
Phương trình phân tử:
$Mg + Cl_2 \xrightarrow {t^0}MgCl_2$
$2Al + 3Cl_2 \xrightarrow {t^0} 2AlCl_3$
`Mg + 2HCl \to MgCl_2 + H_2`
`2Al + 6HCl \to 2AlCl_3 + 3H_2`
Phương trình `e:`
`Mg \to Mg^{+2} + 2e`
`Al \to Al^{+3} + 3e`
`Cl_2 + 2e \to 2Cl^{-}`
`2H^{+} + 2e \to H_2`
`BTKL:`
`m_{Cl_2}=m_B-m_A=20,65-6,45=14,2g`
`=> n_{Cl_2}=14,2÷71=0,2 mol`
Đặt `n_{Mg}=a mol`
`n_{Al}=b mol`
Khi đó,khối lượng hỗn hợp kim loại ban đầu là:
`24a+27b=6,45` `(1)`
Mặt khác:
Bảo toàn `e` cho cả quá trình:
`=> 2n_{Mg} + 3n_{Al}=2n_{Cl_2}+2n_{H_2}`
`=> 2a+3b=2.0,2+2.0,125=0,65` `(2)`
$(1)(2) => \begin{cases} 24a+27b=6,45 \\ 2a+3b=0,65 \end{cases}$
$=> \begin{cases} a=0,1 \\ b=0,15 \end{cases}$
Khối lượng mỗi kim loại trong `A` là:
`m_{Mg}=0,1.24=2,4g`
`m_{Al}=6,45-2,4=4,05g`
$2Al+3Cl_2 \xrightarrow{{t^o}} 2AlCl_3$
$Mg+Cl_2 \xrightarrow{{t^o}} MgCl_2$
Do B tan hết trong dung dịc HCl, thu được dung dịch C và khí H2.
⇒B gồm muối clorua và kim loại dư
$H_2+CuO \xrightarrow{{t^o}} Cu + H_2O$
Gọi $n_{CuO}$ phản ứng là a (mol)⇒$n_{Cu}=a(mol)$
Ta có: $80a-64a=20-18,4=1,6(g)$
⇒$a=0,1(mol)$⇒$n_{H_2p.ư}=0,1:80$%=0,125(mol)$
Gọi x và y là số mol của $Mg$ và $Al$ ta có:
$24x+27y=6,45$(1)
$m_{Cl-}=20,65-6,45=14,2(g)$⇒$n_{Cl-}=0,4(mol)$
⇒$n_{Cl_2}=0,2(mol)$
Bảo toàn e, ta có:
$2x+3y=2n_{H_2}+2n_{Cl_2}$
⇒$2x+3y=0,65$(2)
Từ (1) và (2)⇒$x=0,1$; $y=0,15$
⇒$m_{Mg}=2,4(g)$;$m_{Al}=4,05(g)$