Câu 3 (1,0 điểm) Cho 35,5 gam hỗn hợp gồm Zn và CuO vào lượng vừa đủ 200 ml dung dịch H2SO4 loãng. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 7,437 lít H2 (ở 250C và 1 bar). a. Tính khối lượng mỗi chất...

Để giải bài toán này, ta phân tích từng phần: --- **Dữ liệu bài toán:** - Khối lượng hỗn hợp Zn và CuO: 35,5 gam - Thể tích khí H2 thu được: 7,437 lít (ở 25°C và 1 bar) - Thể tích dung dịch H2SO4: 200 ml = 0,2 lít - Yêu cầu: a) Tính khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp ban đầu b) Tính nồng độ mol của H2SO4 đã dùng --- ### a) Tính khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp ban đầu **Phương trình phản ứng:** 1. Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2↑ 2. CuO + H2SO4 → CuSO4 + H2O (không sinh H2) Chỉ Zn phản ứng với H2SO4 tạo ra H2, CuO không tạo H2. --- **Bước 1: Tính số mol H2 sinh ra** Ở 25°C (298 K) và 1 bar, ta dùng phương trình khí lý tưởng: \( PV = nRT \) - P = 1 bar = 10^5 Pa (chuyển đổi nếu cần) - V = 7,437 lít = 7,437 × 10^{-3} m^3 - R = 8,314 J/mol.K - T = 298 K Tuy nhiên, để đơn giản, ta có thể dùng thể tích mol khí ở điều kiện chuẩn (0°C, 1 atm) là 22,4 lít/mol, nhưng ở 25°C và 1 bar thì thể tích mol khí khoảng 24,5 lít/mol. Ta lấy thể tích mol khí ở 25°C, 1 bar là 24,5 lít/mol. Số mol H2: \[ n_{H_2} = \frac{V}{V_m} = \frac{7,437}{24,5} = 0,3037 \text{ mol} \] --- **Bước 2: Tính số mol Zn phản ứng** Phản ứng 1 mol Zn tạo 1 mol H2, nên: \[ n_{Zn} = n_{H_2} = 0,3037 \text{ mol} \] Khối lượng Zn: \[ m_{Zn} = n_{Zn} \times M_{Zn} = 0,3037 \times 65 = 19,74 \text{ gam} \] --- **Bước 3: Tính khối lượng CuO** Khối lượng hỗn hợp: \[ m_{Zn} + m_{CuO} = 35,5 \Rightarrow m_{CuO} = 35,5 - 19,74 = 15,76 \text{ gam} \] --- ### b) Tính nồng độ mol của H2SO4 đã dùng --- **Bước 1: Tính số mol H2SO4 phản ứng** - Zn phản ứng với H2SO4 theo tỉ lệ 1:1 mol. - CuO phản ứng với H2SO4 theo tỉ lệ 1:1 mol. Tính số mol CuO: \[ n_{CuO} = \frac{m_{CuO}}{M_{CuO}} = \frac{15,76}{80} = 0,197 \text{ mol} \] Tổng số mol H2SO4 phản ứng: \[ n_{H_2SO_4} = n_{Zn} + n_{CuO} = 0,3037 + 0,197 = 0,5007 \text{ mol} \] --- **Bước 2: Tính nồng độ mol H2SO4** Thể tích dung dịch H2SO4 = 0,2 lít \[ C = \frac{n}{V} = \frac{0,5007}{0,2} = 2,5035 \text{ mol/lít} \] --- ### **Kết luận:** a) Khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp ban đầu: - Zn = 19,74 gam - CuO = 15,76 gam b) Nồng độ mol của H2SO4 đã dùng: - C = 2,50 mol/lít (làm tròn) Nếu bạn cần tôi giải thích thêm hoặc giúp phần khác, bạn cứ hỏi nhé!