Hoà tan hoàn toàn 8g hỗn hợp gồm Fe và Fe2O3 bằng dd HCl 10% (d=1,1g/mol) sau phản ứng thu được 2,24l H2 (đktc)
a) Tính thành phần % khối lượng các chất trong hỗn hợp
b) Tính nồng độ mol/l và nồng độ phần trăm của các chất trong dung dịch sau phản ứng ( thể tích dd thay đổi không đáng kể) biết đã dùng dư 15% đ axit
Đáp án:
\(\% {m_{Fe}} = 70\%;\% {m_{F{e_2}{O_3}}} = 30\% \)
\({C_{M{\text{ FeC}}{{\text{l}}_2}}}= 0,8834M;{C_{M{\text{ FeC}}{{\text{l}}_3}}} = 0,265M\)
\({C_{M{\text{ HCl}}}} = \frac{{0,0512}}{{0,1132}} = 0,4523M\)
Giải thích các bước giải:
Phản ứng xảy ra:
\(Fe + 2HCl\xrightarrow{{}}FeC{l_2} + {H_2}\)
\(F{e_2}{O_3} + 6HCl\xrightarrow{{}}2FeC{l_3} + 3{H_2}O\)
Ta có:
\({n_{{H_2}}} = \frac{{2,24}}{{22,4}} = 0,1{\text{ mol = }}{{\text{n}}_{Fe}}\)
\( \to {m_{Fe}} = 0,1.56 = 5,6{\text{ gam}} \to {m_{F{e_2}{O_3}}} = 8 – 5,6 = 2,4{\text{ gam}}\)
\( \to \% {m_{Fe}} = \frac{{5,6}}{8} = 70\% \to \% {m_{F{e_2}{O_3}}} = 30\% \)
Ta có:
\({n_{FeC{l_2}}} = {n_{Fe}} = 0,1;{n_{FeC{l_3}}} = 2{n_{F{e_2}{O_3}}} = 2.\frac{{2,4}}{{160}} = 0,03{\text{ mol}}\)
Ta có:
\({n_{HCl{\text{ phản ứng}}}} = 2{n_{FeC{l_2}}} + 3{n_{FeC{l_3}}} = 0,1.2 + 0,03.3 = 0,29{\text{ mol}}\)
\( \to {n_{HCl{\text{ tham gia}}}} = \frac{{0,29}}{{100\% – 15\% }} = 0,3412{\text{ mol}}\)
\({n_{HCl{\text{ dư}}}} = 0,3412 – 0,29 = 0,0512{\text{ mol}}\)
\({m_{HCl{\text{ tham gia}}}} = 0,3412.36,5 = 12,4538{\text{ gam}}\)
\( \to {m_{dd{\text{ HCl}}}} = \frac{{12,4538}}{{10\% }} = 124,538{\text{ gam}} \to {{\text{V}}_{dd\;{\text{HCl}}}} = \frac{{124,538}}{{1,1}} = 113,2{\text{ ml = 0}}{\text{,1132 lít}}\)
\( \to {C_{M{\text{ FeC}}{{\text{l}}_2}}} = \frac{{0,1}}{{0,1132}} = 0,8834M;{C_{M{\text{ FeC}}{{\text{l}}_3}}} = \frac{{0,03}}{{0,1132}} = 0,265M\)
\({C_{M{\text{ HCl}}}} = \frac{{0,0512}}{{0,1132}} = 0,4523M\)
Giải thích các bước giải:
`a.`
`-n_{H_2}=\frac{2,24}{22,4}=0,1(mol)`
`→m_{H_2}=0,1.2=0,2(g)`
Phương trình hóa học :
`Fe+2HCl→FeCl_2+H_2↑`
`0,1` `0,2` `0,1` `←` `0,1` `(mol)`
`Fe_2O_3+6HCl→2FeCl_3+H_2O`
`0,015` `→` `0,09` `0,03` `(mol)`
`-m_{Fe}=0,1.56=5,6(g)`
`-m_{Fe_2O_3}=m_{hh}-m_{Fe}=8-5,6=2,4(g)`
`→%m_{Fe}=\frac{5,6}{8}.100%=70%`
`→%m_{Fe_2O_3}=100%-%m_{Fe}=100%-70%=30%`
`b.`
`-n_{Fe_2O_3}=\frac{2,4}{160}=0,015(mol)`
`-∑n_{HCl}=0,2+0,09=0,29(mol)`
Vì dùng dư `15%` dung dịch `HCl`
`→n_{HCl}` cần dùng `=0,29.\frac{100%}{100%-15%}=\frac{29}{85}(mol)`
`→m_{ct.HCl}=\frac{29}{85}.36,5≈12,453(g)`
`→m_{dd.HCl}=\frac{12,453.100%}{10%}=124,53(g)`
`-n_{HCl}` dư `=\frac{29}{85}-0,29=\frac{87}{1700}(mol)`
Dung dịch sau phản ứng gồm :
`FeCl_2:0,1(mol)`
`FeCl_3:0,03(mol)`
`HCl` dư `:\frac{87}{1700}(mol)`
`-m_{dd.sau.pứ}=m_{hh}+m_{dd.HCl}-m_{H_2}`
`⇔m_{dd.sau.pứ}=8+124,53-0,2=132,33(g)`
`-m_{ct.FeCl_2}=0,1.127=12,7(g)`
`→C%FeCl_2=\frac{12,7}{132,33}.100%≈9,6%`
`-m_{ct.FeCl_3}=0,03.162,5=4,875(g)`
`→C%FeCl_3=\frac{4,875}{132,33}.100%≈3,684%`
`-m_{ct.HCl}` dư `=\frac{87}{1700}.36,5≈1,868(g)`
`→C%HCl` dư `=\frac{1,868}{132,33}.100%≈1,41%`
Vì `d_{HCl}=1,1`$(g/ml)$
`→V_{HCl}=\frac{124,53}{1,1}≈113,21(ml)=0,11321(l)`
Mà thể tích dung dịch thay đổi không đáng kể
`-V_{dd.sau.pứ}=V_{dd.ban.đầu}=V_{HCl}=0,11321(l)`
`→CM_{FeCl_2}=\frac{0,1}{0,11321}≈0,883(M)`
`→CM_{FeCl_3}=\frac{0,03}{0,11321}≈0,265(M)`
`→CM_{HCl}` dư `=\frac{\frac{87}{1700}}{0,11321}≈0,452(M)`
$\boxed{\text{LOVE TEAM}}$