Đề bài:
Đặt 2 chiếc cốc thủy tinh lên 2 đĩa cân và điều chỉnh cân thăng bằng, lấy a gam mỗi kim loại Al và Fe cho vào hai cốc đó, rồi rót từ từ vào hai cốc cùng một lượng dung dịch chứa b mol HCl. Tìm điều kiện giữa a và b để cân thăng bằng.
Giải thích giúp mình tại sao:
“Để cân thăng bằng thì lượng HCl cho vào không vượt quá lượng tối đa để hoà tan hết Fe”
Đáp án:
Giải thích các bước giải:
$Fe + 2HCl \to FeCl_2 + H_2$(1)
$2Al + 6HCl \to 2AlCl_3 + 3H_2$(2)
Ta có :
$n_{Al} = \dfrac{a}{27} $
$n_{Fe} = \dfrac{a}{56}$
Theo PTHH :
$n_{H_2} = n_{Fe} = \dfrac{a}{56}(mol)$
Mặt khác : Để cân nằm ở vị trí cân bằng thì chỉ cần số mol khí $H_2$ ở hai phương trình trên bằng nhau :
Theo PT (2) :
$n_{H_2} = n_{Fe} = \dfrac{a}{56}(mol)$
Theo PT (1) :
$n_{Al} = \dfrac{2}{3}n_{H_2} = \dfrac{a}{84} < \dfrac{a}{27}$
→ Chứng tỏ $Al$ dư sau phản ứng.
Suy ra : $Fe$ cũng phải dư hoặc vừa đủ sau phản ứng (số mol khí $H_2$ ở hai phương trình bằng $\dfrac{1}{2}$ số mol của $HCl$)
Để $Fe$ dư hoặc dùng vừa đủ thì :
$2n_{Fe} ≥ n_{HCl}$
$⇔ 2.\dfrac{a}{56} ≥ b$
$⇔ 2a ≥ 56b$
$⇔ a ≥ 28b$