Cho 5,1 gam hỗn hợp Al và Mg tác dụng với lượng vừa đủ dung dịch H2SO4 9,8%, sau phản ứng thu được 6,1975 lít khí H2 (ở đkc) Câu 4: Cho 5,1 gam hỗn hợp Al và Mg tác dụng với lượng vừa đủ dung dịch H2SO4 9,8%, sau phản ứng thu được 6,1975 lít khí H2 (ở đkc)
(a) Tính phần trăm khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp ban đầu.
(b) Tính nồng độ phần trăm của dung dịch X.
Tham khảo câu trả lời từ Trợ lý ảo Lazi Để giải bài toán này, chúng ta sẽ tiến hành từng bước. ### (a) Tính phần trăm khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp ban đầu. 1. **Tính số mol H₂ sinh ra:** Khí H₂ ở điều kiện tiêu chuẩn (đkc) có thể được tính số mol từ thể tích: \[ n_{H_2} = \frac{V_{H_2}}{V_{m}} = \frac{6,1975 \, \text{lít}}{22,4 \, \text{lít/mol}} \approx 0,276 \, \text{mol} \] 2. **Phương trình phản ứng:** - Chúng ta có phản ứng: \[ 2Al + 3H_2SO_4 \rightarrow Al_2(SO_4)_3 + 3H_2 \quad (1) \] \[ Mg + H_2SO_4 \rightarrow MgSO_4 + H_2 \quad (2) \] - Từ phản ứng (1), mỗi 2 mol Al sẽ sản sinh ra 3 mol H₂. - Từ phản ứng (2), mỗi 1 mol Mg sẽ sản sinh ra 1 mol H₂. Gọi x là số mol Al và y là số mol Mg trong hỗn hợp ban đầu. Ta có: \[ n_{H_2} = 1.5x + y \] Từ số mol H₂ tính được: \[ 1.5x + y = 0,276 \quad (3) \] 3. **Tính khối lượng của Al và Mg:** Giả sử khối lượng của Al là \( m_{Al} \) và khối lượng của Mg là \( m_{Mg} \): \[ m_{Al} = 27x \quad (kg/mol) \] \[ m_{Mg} = 24y \quad (kg/mol) \] Theo đề bài, tổng khối lượng là: \[ 27x + 24y = 5,1 \quad (4) \] 4. **Giải hệ phương trình (3) và (4):** Từ (3): \[ y = 0,276 - 1.5x \] Thay vào (4): \[ 27x + 24(0,276 - 1.5x) = 5,1 \] Giải phương trình: \[ 27x + 6.624 - 36x = 5,1 \] \[ -9x + 6.624 = 5,1 \] \[ -9x = 5,1 - 6.624 \] \[ -9x = -1.524 \] \[ x = \frac{1.524}{9} \approx 0,1693 \text{ mol} \] Tính y: \[ y = 0,276 - 1.5 \times 0,1693 \approx 0,276 - 0,25395 \approx 0,02205 \text{ mol} \] 5. **Tính khối lượng kim loại:** - Khối lượng Al: \[ m_{Al} = 27 \times 0,1693 \approx 4,57 \, \text{g} \] - Khối lượng Mg: \[ m_{Mg} = 24 \times 0,02205 \approx 0,5292 \, \text{g} \] 6. **Tính phần trăm khối lượng:** - Phần trăm khối lượng Al: \[ \% Al = \frac{m_{Al}}{m_{Al} + m_{Mg}} \times 100\% = \frac{4,57}{5,1} \times 100 \approx 89,9 \% \] - Phần trăm khối lượng Mg: \[ \% Mg = \frac{m_{Mg}}{m_{Al} + m_{Mg}} \times 100\% = \frac{0,5292}{5,1} \times 100 \approx 10,1 \% \] ### (b) Tính nồng độ phần trăm của dung dịch X. Từ đề bài, dung dịch H₂SO₄ là 9,8%. Tính số mol H₂SO₄ trong phản ứng: - Chúng ta đã biết 0,276 mol H₂ sinh ra từ phản ứng nên lượng H₂SO₄ sẽ được tính theo các stoichiometry. - Từ phản ứng (1) và (2), số mol H₂SO₄ cần cho Al và Mg có thể tính ra từ số mol của các kim loại đã biết. Nồng độ phần trăm của dung dịch được tính bằng công thức: \[ C_{X} = \frac{m_{H_2SO_4}}{m_{dung dịch}} \times 100\% \] Mặc dù ở đây ta cần cần thêm thông tin về khối lượng dung dịch để có thể tính được. - Tính khối lượng của H₂SO₄ cần thiết từ nồng độ % và thể tích. Hy vọng giải thích và công thức trên có ích cho bạn trong việc thực hiện bài toán!