Tính C% của chất tan có trong dung dịch thu được

Để giải bài toán này, chúng ta cần thực hiện các bước sau:

1. **Tính số mol của Fe và H2SO4**:
- Khối lượng của Fe: \( m_{\text{Fe}} = 16,8 \) g
- Khối lượng của dung dịch H2SO4: \( m_{\text{dd H2SO4}} = 2,45 \) g
- Nồng độ phần trăm của H2SO4: \( C\% = 20\% \)

Từ đó, khối lượng của H2SO4 trong dung dịch:
\[
m_{\text{H2SO4}} = \frac{20}{100} \times 2,45 = 0,49 \text{ g}
\]

Số mol của Fe:
\[
n_{\text{Fe}} = \frac{m_{\text{Fe}}}{M_{\text{Fe}}} = \frac{16,8}{56} = 0,3 \text{ mol}
\]

Số mol của H2SO4:
\[
n_{\text{H2SO4}} = \frac{m_{\text{H2SO4}}}{M_{\text{H2SO4}}} = \frac{0,49}{98} = 0,005 \text{ mol}
\]

2. **Xác định phản ứng hóa học**:
Phản ứng giữa Fe và H2SO4 loãng:
\[
Fe + H_2SO_4 \rightarrow FeSO_4 + H_2
\]

Theo phương trình phản ứng, tỉ lệ mol giữa Fe và H2SO4 là 1:1. Do đó, H2SO4 là chất hạn chế vì số mol của nó ít hơn so với Fe.

3. **Tính lượng chất dư và sản phẩm**:
- Số mol H2SO4 phản ứng: \( 0,005 \) mol
- Số mol Fe phản ứng: \( 0,005 \) mol
- Số mol Fe dư: \( 0,3 - 0,005 = 0,295 \) mol

Khối lượng Fe dư:
\[
m_{\text{Fe dư}} = 0,295 \times 56 = 16,52 \text{ g}
\]

Số mol FeSO4 tạo thành:
\[
n_{\text{FeSO4}} = 0,005 \text{ mol}
\]

Khối lượng FeSO4 tạo thành:
\[
m_{\text{FeSO4}} = 0,005 \times 152 = 0,76 \text{ g}
\]

4. **Tính khối lượng dung dịch sau phản ứng**:
Khối lượng dung dịch sau phản ứng:
\[
m_{\text{dd sau phản ứng}} = m_{\text{dd H2SO4}} + m_{\text{Fe}} - m_{\text{Fe dư}} + m_{\text{FeSO4}}
\]
\[
= 2,45 + 16,8 - 16,52 + 0,76 = 3,49 \text{ g}
\]

5. **Tính nồng độ phần trăm của chất tan trong dung dịch thu được**:
Chất tan trong dung dịch thu được là \( FeSO_4 \).

Nồng độ phần trăm của \( FeSO_4 \):
\[
C\% = \frac{m_{\text{FeSO4}}}{m_{\text{dd sau phản ứng}}} \times 100\% = \frac{0,76}{3,49} \times 100\% \approx 21,78\%
\]

Vậy, nồng độ phần trăm của chất tan (FeSO4) trong dung dịch thu được là khoảng 21,78%.