trên hai đĩa cân để hai cốc nước đựng dung dịch HCl và H2SO4 sao cho cân ở vị trí cân bằng. Cho 25g CaCO3 vào cốc đựng dung dịch HCl, cho a(g) nhôm vào cốc đựng dung dịch H2SO4, cân vẫn ở vị trí thăng bằng. Tính a biết có các phản ứng xảy ra hoàn toàn theo phương trình hóa học sau: CaCo3+HCl=CaCl2+CO2+H2O, Al+H2SO4=Al2(SO4)3+H2
Đáp án:
G thích các bước giải:
CaCO3 + 2HCl —> CaCl2 + CO2↑ + H2O
NCaCO3=0,25(mol)
nCaCO3 = 25/100 = 0,25 (mol)
Từ PTHH: nCO2 = nCaCO3 = 0,25 mol
mCO2 = 0,25.44 = 11 (g)
Bảo toàn khối lượng: m dung dịch HCl + mCaCO3 = m dung dịch sau phản ứng + mCO2
—> m dung dịch sau phản ứng – m dung dịch HCl = mCaCO3 – mCO2 = 25 – 11 = 14 (g) = m
cốc HCl tăng
PTHH
2Al + 3H2SO4 —> Al2(SO4)3 + 3H2↑
nAl=a/27 (mol)
nAL2(SO4)3 =a/18 mol
nAl = a/27 (mol)
Từ PTHH: nH2 = 3/2nAl = a/18 (mol)
`mH2` = `(2.a)/18` `=a/9 (g)`
Bảo toàn khối lượng:
m dung dịch H2SO4 + mAl = m dung dịch sau phản ứng + mH2
—> m dung dịch sau phản ứng – m dung dịch H2SO4 = `mAl-mH2` `= a-` `a/9` `=` `(8a)/9` = m cốc
`H2SO4` tăng
Theo đề bài: m cốc HCl tăng = m cốc H2SO4 tăng (do cân vẫn thăng bằng sau phản ứng)
=> 14a `=` `(8a)/9`
`=>` `a` `=` `15,75g`
Vậy a=15,75g
Xét cốc 1
ta có: nCaCO3 = 25/100 = 0,25(mol)
PTHH: CaCO3 + 2HCl -> CaCl2 + CO2 + H2O
0,25 -> 0,25 ->0,25 / mol
Độ tăng khối lượng ở côc 1 là :
mCaCO3 – mCO2 = 25 – 0,25 . 44 = 14(g)
Xét cốc 2
Đặt nAl = a (mol)
PTHH: 2Al + 3H2SO4 -> AL2(SO4)3 + 3H2
a -> 1,5a /mol
Độ tăng khối lượng ở cốc 2 là:
mAl – mH2 = 27a – 1,5a . 2 = 24a(g)
Để cân vẫn ở vị trí thăng bằng thì độ tăng khối lượng ở cốc 1 phải bằng độ tăng khối lượng ở cốc 2
=> 24a = 14
=> a = 0,583
=> mAl = 0,583 . 27 = 15,741(g)