Cho m gam hỗn hợp X gồm Mg và Zn vào dung dịch H₂SO₄ loãng, dư thu được 0,7437 lít H₂ (đkc). Khi cho m gam hỗn hợp X vào 200 mL dung dịch CuSO₄ 0,2M thì thu được bao nhiêu gam kết tủa?"

Tuấn Nguyễn

Phân tích bài toán:

• Chất tham gia: Hỗn hợp X (Mg, Zn), dung dịch H₂SO₄ loãng, dung dịch CuSO₄.
• Phản ứng:Kim loại Mg, Zn tác dụng với H₂SO₄ loãng tạo muối sunfat và khí H₂.
• Kim loại Mg, Zn tác dụng với CuSO₄ tạo muối sunfat và kim loại Cu (kết tủa).
• Yêu cầu: Tính khối lượng kết tủa Cu thu được.

Giải bài toán:

Bước 1: Tính số mol H₂:

• Thể tích khí H₂ thu được: V = 0,7437 lít
• Điều kiện tiêu chuẩn: 22,4 lít/mol
• Số mol H₂: n(H₂) = V/22,4 = 0,7437/22,4 mol

Bước 2: Tính tổng số mol e nhường của Mg và Zn:

• Phản ứng: Mg → Mg²⁺ + 2e Zn → Zn²⁺ + 2e
• Theo phương trình phản ứng, số mol electron nhường bằng 2 lần số mol H₂: n(e nhường) = 2 * n(H₂) = 2 * 0,7437/22,4 mol

Bước 3: Tính số mol CuSO₄:

• Thể tích dung dịch CuSO₄: V = 200 ml = 0,2 lít
• Nồng độ mol CuSO₄: C_M = 0,2 M
• Số mol CuSO₄: n(CuSO₄) = C_M * V = 0,2 * 0,2 = 0,04 mol

Bước 4: So sánh số mol electron nhường và số mol CuSO₄:

• Nếu số mol electron nhường lớn hơn hoặc bằng số mol CuSO₄ thì CuSO₄ hết, kim loại dư và khối lượng kết tủa tính theo CuSO₄.
• Nếu số mol electron nhường nhỏ hơn số mol CuSO₄ thì kim loại hết, CuSO₄ dư và khối lượng kết tủa tính theo kim loại.

Bước 5: Tính khối lượng kết tủa Cu:

• Giả sử kim loại hết, CuSO₄ dư (trường hợp này thường xảy ra vì kim loại thường được cho dư để đảm bảo phản ứng xảy ra hoàn toàn).
• Phương trình phản ứng: Cu²⁺ + 2e → Cu
• Số mol Cu tạo thành bằng một nửa số mol electron nhường: n(Cu) = 1/2 * n(e nhường) = 1/2 * 2 * 0,7437/22,4 mol
• Khối lượng Cu: m(Cu) = n(Cu) * M(Cu) = (1/2 * 2 * 0,7437/22,4) * 64 gam

Kết quả:

• Bạn thay các giá trị vào công thức trên để tính được khối lượng kết tủa Cu.