Bước 1: Tính số mol H2 được sinh ra từ phản ứng giữa X và HCl
Theo đề bài, 1,7 gam hỗn hợp X gồm Zn và kim loại A. Ta cần xác định số mol của Zn và A trong hỗn hợp X.
Gọi số mol của Zn là nZn, số mol của A là nA.
Ta có:
- Khối lượng của hỗn hợp X là 1,7 gam
- Khối lượng riêng của Zn là 7,14 g/cm3, khối lượng riêng của kim loại A là 0,89 g/cm3
Do đó, ta có thể tính được thể tích của hỗn hợp X:
V = m / ρ = (nZn . MZn + nA . MA) / [(nZn . MZn / VZn) + (nA . MA / VA)]
Trong đó:
- MZn là khối lượng mol của Zn, bằng 65,38 g/mol
- MA là khối lượng mol của kim loại A
- VZn là thể tích một mol Zn, bằng 9,05 cm3/mol
- VA là thể tích một mol kim loại A
Thay các giá trị vào công thức, ta có:
V = 1,7 / [(nZn . 65,38 / 9,05) + (nA . MA / 0,89)]
Để tính được số mol của Zn và A, ta cần thêm một phương trình nữa:
Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2
A + HCl → ACl + H2
Theo định luật bảo toàn khối lượng, khối lượng của X phản ứng với khối lượng của HCl. Do đó, ta có phương trình:
nZn . MZn + nA . MA = V . ρHCl . MHCl
Trong đó:
- ρHCl là khối lượng riêng của dung dịch HCl, bằng 1,19 g/cm3
- MHCl là khối lượng mol của HCl, bằng 36,46 g/mol
Thay các giá trị vào phương trình, ta có:
nZn . 65,38 + nA . MA = V . 1,19 . 36,46
Phương trình này có hai ẩn nZn và nA, không thể giải trực tiếp. Tuy nhiên, từ thông tin trong đề bài, ta biết được số mol H2 sinh ra từ phản ứng giữa X và HCl là:
nH2 = 0,7437 / 22,4 = 0,0332 mol
Vì phản ứng giữa X và HCl tạo ra 1 mol H2 cho mỗi mol kim loại A, nên ta có:
nA = nH2 = 0,0332 mol
Từ đó, ta có thể tính được số mol của Zn:
nZn = (V . ρHCl . MHCl - nA . MA) / MZn
Thay các giá trị vào công thức, ta có:
nZn = (0,7437 / 22,4 . 1,19 . 36,46 - 0,0332 . MA) / 65,38
Bước 2: Tính số mol HCl cần dùng để hòa tan bột A
Theo đề bài, khi hòa tan 1,9 gam bột A vào dung dịch HCl 0,5M, không hết dung dịch. Ta cần tính số mol HCl cần dùng để hòa tan hoàn toàn 1,9 gam A.
Gọi số mol HCl cần dùng là nHCl.
Ta có phương trình phản ứng giữa A và HCl:
A + HCl → ACl + H2
Theo định luật bảo toàn khối lượng