Thổi lượng khí H2 dư đi qua 24,2g hỗn hợp CuO và ZnO đến khi phản ứng hoàn toàn thu được hỗn hợp rắn X. Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp X cần 1 lượng vừa đủ 800ml dd H2SO4 a (M) thu được 4,48l H2 (đktc) và m(g) chất rắn.
a) Tính phần trăm khối lượng các chất trong X
b) Tính m,a
Đáp án:
\( \% {m_{Zn}} = 67\%; \% {m_{Cu}} = 33\% \)
\(a = 0,25{\text{ M}}\)
\(m = 6,4{\text{ gam}}\)
Giải thích các bước giải:
Phản ứng xảy ra:
\(CuO + {H_2}\xrightarrow{{{t^o}}}Cu + {H_2}O\)
\(ZnO + {H_2}\xrightarrow{{{t^o}}}Zn + {H_2}O\)
\(Zn + {H_2}S{O_4}\xrightarrow{{}}ZnS{O_4} + {H_2}\)
Ta có:
\({n_{{H_2}}} = \frac{{4,48}}{{22,4}} = 0,2{\text{ mol = }}{{\text{n}}_{Zn}} = {n_{{H_2}S{O_4}}} = {n_{ZnO}}\)
\( \to {m_{ZnO}} = 0,2.(65 + 16) = 16,2{\text{ gam}} \to {{\text{m}}_{CuO}} = 8{\text{ gam}}\)
\( \to {n_{CuO}} = \frac{8}{{64 + 16}} = 0,1{\text{ mol = }}{{\text{n}}_{Cu}}\)
\(a = {C_{M{\text{ }}{{\text{H}}_2}S{O_4}}} = \frac{{0,2}}{{0,8}} = 0,25{\text{ M}}\)
\(m = {m_{Cu}} = 0,1.64 = 6,4{\text{ gam}}\)
\( \to {m_{Zn}} = 0,2.65 = 13gam\)
\( \to \% {m_{Zn}} = \frac{{13}}{{13 + 6,4}} = 67\% \to \% {m_{Cu}} = 33\% \)
Đáp án:
a) $\rm \%m_{Zn}=67,01\%$
$\rm \%m_{Cu}=32,99\%$
b) $\rm m = 6,4\, gam$
$a = 0,25\, M$
Giải thích các bước giải:
Phương trình hoá học:
$\rm CuO + H_2 \xrightarrow{\quad t^\circ\quad} Cu + H_2O$
$\rm ZnO + H_2 \xrightarrow{\quad t^\circ\quad} Zn + H_2O$
$\rm Zn + H_2SO_4 \longrightarrow ZnSO_4 + H_2$
$\rm Cu$ không tác dụng với $dd\, H_2SO_4$ nên khí $\rm H_2$ sinh ra từ phản ứng của $\rm Zn$
Dựa vào phương trình hoá học, ta được:
$\rm n_{ZnO}= n_{Zn}= n_{H_2}=\dfrac{V}{22,4}=\dfrac{4,48}{22,4}= 0,2\, mol$
$\rm m_{ZnO}= n \times M = 0,2 \times 81 = 16,2\, gam$
$\rm m_{CuO}= m_{hh} – m_{ZnO}= 24,2 – 16,2 = 8\, gam$
$\rm n_{Cu}= n_{CuO}= \dfrac{m}{M}=\dfrac{8}{80}= 0,1\,mol$
$\rm m_{Cu}= n\times M = 0,1 \times 64 = 6,4\, gam$
Do đó:
$\rm \%m_{Zn}=\dfrac{0,2\times 65 \times 100\%}{0,2\times 65 + 6,4}=67,01\%$
$\rm \%m_{Cu}=\dfrac{6,4 \times 100\%}{6,4 + 0,2\times 65}=32,99\%$
b) $\rm Cu$ không tác dụng với $dd\, H_2SO_4$ nên $m$ gam chất rắn còn lại chính là của $\rm Cu$
$\Rightarrow \rm m_{Cu}= 6,4\, gam$
Theo phương trình hoá học ta được:
$\rm n_{H_2SO_4}= n_{H_2}= 0,2\,mol$
$\rm C_M=\dfrac{n}{V}=\dfrac{0,2}{0,8}=0,25\, M$