a) Để tính thể tích khí H2 tạo ra ở đktc, ta cần biết số mol của sắt đã phản ứng với HCl để tạo ra khí H2. Theo đề bài, ta có:
- Thể tích dung dịch HCl = 100 ml = 0.1 l
- Nồng độ dung dịch HCl = 2 M
- Khối lượng sắt đã phản ứng với HCl = m = m(Fe) = m(Cl2) = 1g
Theo phương trình phản ứng hóa học giữa sắt và axit clohiđric:
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2
Số mol của sắt đã phản ứng với HCl để tạo ra khí H2 là:
n(Fe) = m(Fe) / M(Fe) = 1 / 56 = 0.0179 (mol)
Theo phương trình phản ứng hóa học giữa sắt và axit clohiđric:
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2
Số mol của khí H2 tạo ra là:
n(H2) = n(Fe) = 0.0179 (mol)
Theo định luật Avogadro, số mol của khí H2 tạo ra tỉ lệ thuận với thể tích của nó (ở đktc):
n(H2) / V(H2) = N / V
Trong đó:
- N là số Avogadro (6.02 x 10^23)
- V là thể tích khí H2 (ở đktc)
Vậy thể tích khí H2 tạo ra là:
V(H2) = n(H2) x V / N = n(H2) x R x T / P
Trong đó:
- R là hằng số khí lý tưởng (R = 8.31 J/(mol.K))
- T là nhiệt độ (ở đktc)
- P là áp suất (ở đktc)
Thay các giá trị vào công thức ta có:
V(H2) = n(H2) x R x T / P = 0.0179 x 8.31 x (273 + 25) / 101325 ≈ 0.0085 (m^3)
Vậy thể tích khí H2 tạo ra là 0.0085 m^3.
b) Để tính nồng độ mol/l của dd muối phản ứng, ta cần biết số mol của muối và thể tích dung dịch sau phản ứng. Theo đề bài, ta có:
- Thể tích dung dịch ban đầu: V1 = 100 ml = 0.1 l
- Nồng độ dung dịch ban đầu: C1 = 2 M
- Khối lượng sắt đã phản ứng với HCl để tạo ra muối FeCl2: m(FeCl2) = m(Cl2) = m(Fe)
- Khối lượng muối FeCl2 thu được: m(FelC12)
- Thể tích dung dịch sau phản ứng: V