Bài 34: Cho 6,3 gam hỗn hợp A gồm Mg và Al tác dụng hết với dung dịch HCl sau phản ứng thu được 7,437 lit khí H2 (đkc). a. Tính khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp A b. Lượng khí H2 ở trên khử vừa đ...

Để giải bài toán này, ta sẽ làm theo các bước sau: **Bài 34:** Cho hỗn hợp A gồm Mg và Al có khối lượng 6,3 gam, tác dụng với dung dịch HCl, thu được 7,437 lít khí H2 (đktc). --- ### a. Tính khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp A Gọi: - \( m_{Mg} \) là khối lượng Mg trong hỗn hợp (gam) - \( m_{Al} \) là khối lượng Al trong hỗn hợp (gam) Ta có: \[ m_{Mg} + m_{Al} = 6,3 \quad (1) \] Phương trình phản ứng: \[ Mg + 2HCl \rightarrow MgCl_2 + H_2 \] \[ 2Al + 6HCl \rightarrow 2AlCl_3 + 3H_2 \] Số mol H2 sinh ra từ Mg: \[ n_{H_2, Mg} = n_{Mg} = \frac{m_{Mg}}{24} \] Số mol H2 sinh ra từ Al: \[ n_{H_2, Al} = \frac{3}{2} n_{Al} = \frac{3}{2} \times \frac{m_{Al}}{27} \] Tổng số mol H2: \[ n_{H_2} = n_{H_2, Mg} + n_{H_2, Al} = \frac{m_{Mg}}{24} + \frac{3}{2} \times \frac{m_{Al}}{27} \] Biết thể tích khí H2 là 7,437 lít ở đktc, ta có: \[ n_{H_2} = \frac{7,437}{22,4} = 0,332 \text{ mol} \] Thay vào: \[ \frac{m_{Mg}}{24} + \frac{3}{2} \times \frac{m_{Al}}{27} = 0,332 \quad (2) \] Từ (1) và (2), ta giải hệ phương trình: \[ \begin{cases} m_{Mg} + m_{Al} = 6,3 \\ \frac{m_{Mg}}{24} + \frac{3}{2} \times \frac{m_{Al}}{27} = 0,332 \end{cases} \] --- ### b. Xác định công thức oxide của kim loại M Lượng khí H2 trên (0,332 mol) khử vừa đủ 24 gam oxide của kim loại M. Phản ứng khử oxide bằng H2: \[ M_xO_y + yH_2 \rightarrow xM + yH_2O \] Số mol H2 dùng để khử oxide là 0,332 mol. Khối lượng oxide là 24 gam. Từ đó, ta tìm công thức oxide \( M_xO_y \). --- Tôi sẽ tiến hành tính toán cụ thể để tìm kết quả. Trước hết, giải hệ phương trình phần a: \[ \begin{cases} m_{Mg} + m_{Al} = 6,3 \\ \frac{m_{Mg}}{24} + \frac{3}{2} \times \frac{m_{Al}}{27} = 0,332 \end{cases} \] Viết lại phương trình thứ hai: \[ \frac{m_{Mg}}{24} + \frac{3}{2} \times \frac{m_{Al}}{27} = 0,332 \] \[ \Rightarrow \frac{m_{Mg}}{24} + \frac{3 m_{Al}}{54} = 0,332 \] \[ \Rightarrow \frac{m_{Mg}}{24} + \frac{m_{Al}}{18} = 0,332 \] Từ (1) \( m_{Al} = 6,3 - m_{Mg} \), thay vào: \[ \frac{m_{Mg}}{24} + \frac{6,3 - m_{Mg}}{18} = 0,332 \] \[ \Rightarrow \frac{m_{Mg}}{24} + \frac{6,3}{18} - \frac{m_{Mg}}{18} = 0,332 \] \[ \Rightarrow \frac{m_{Mg}}{24} - \frac{m_{Mg}}{18} = 0,332 - \frac{6,3}{18} \] \[ \Rightarrow m_{Mg} \left(\frac{1}{24} - \frac{1}{18}\right) = 0,332 - 0,35 \] \[ \Rightarrow m_{Mg} \left(\frac{3 - 4}{72}\right) = -0,018 \] \[ \Rightarrow m_{Mg} \times \left(-\frac{1}{72}\right) = -0,018 \] \[ \Rightarrow m_{Mg} = -0,018 \times \left(-72\right) = 1,296 \text{ gam} \] Từ (1): \[ m_{Al} = 6,3 - 1,296 = 5,004 \text{ gam} \] --- ### Kết quả phần a: - \( m_{Mg} = 1,296 \) gam - \( m_{Al} = 5,004 \) gam --- ### Phần b: Lượng khí H2 (0,332 mol) khử vừa đủ 24 gam oxide của kim loại M. Gọi công thức oxide là \( M_xO_y \). Khối lượng oxide: 24 gam. Số mol H2 dùng để khử oxide: 0,332 mol. Phản ứng khử: \[ M_xO_y + yH_2 \rightarrow xM + yH_2O \] Số mol H2 = y mol oxide. Số mol oxide: \[ n_{oxide} = \frac{24}{M_{oxide}} \] Mà: \[ n_{H_2} = y \times n_{oxide} = 0,332 \] \[ \Rightarrow y \times \frac{24}{M_{oxide}} = 0,332 \] \[ \Rightarrow M_{oxide} = \frac{24 y}{0,332} \] --- Ta cần xác định M là Mg hay Al. Khí H2 khử oxide của kim loại M, mà lượng H2 khử vừa đủ 24 gam oxide. Ta thử với M là Mg: - Mg có khối lượng mol 24 g/mol. - Các oxide phổ biến: MgO (40 g/mol). Nếu oxide là MgO: \[ M_{oxide} = 40 \] \[ y = 1 \] \[ \Rightarrow 40 = \frac{24 \times 1}{0,332} = 72,29 \quad \text{(không đúng)} \] Nếu oxide là \( Mg_3O_2 \) (không phổ biến), thử với y=2: \[ M_{oxide} = \frac{24 \times 2}{0,332} = 144,58 \quad \text{(không hợp lý)} \] --- Thử với M là Al: - Al có khối lượng mol 27 g/mol. - Oxide phổ biến: \( Al_2O_3 \) (molar mass = 2*27 + 3*16 = 102 g/mol). Nếu oxide là \( Al_2O_3 \): \[ M_{oxide} = 102 \] \[ y = 3 \] \[ \Rightarrow 102 = \frac{24 \times 3}{0,332} = 216,87 \quad \text{(không đúng)} \] --- Ta thấy không khớp với oxide MgO hay Al2O3. --- Xét lại, có thể kim loại M là hỗn hợp Mg và Al, hoặc chỉ một kim loại. Tuy nhiên, trong phần a, hỗn hợp gồm Mg và Al. Có thể kim loại M là Mg hoặc Al, ta thử tính tỉ lệ mol kim loại M trong oxide. --- Ta sẽ tính số mol kim loại M trong oxide: \[ n_{M} = \frac{m_{M}}{M_{M}} \] Khối lượng kim loại M trong oxide: \[ m_{M} = x \times M_{M} \] Khối lượng oxy: \[ m_O = y \times 16 \] Tổng: \[ M_{oxide} = x M_{M} + y \times 16 \] Số mol oxide: \[ n_{oxide} = \frac{24}{M_{oxide}} \] Số mol H2: \[ n_{H_2} = y \times n_{oxide} = 0,332 \] \[ \Rightarrow y = \frac{0,332 \times M_{oxide}}{24} \] --- Ta thử với M là Mg: Giả sử oxide là MgO: \[ M_{oxide} = 24 + 16 = 40 \] \[ y = \frac{0,332 \times 40}{24} = 0,553 \] Không phải số nguyên. Thử MgO2: \[ M_{oxide} = 24 + 2 \times 16 = 56 \] \[ y = \frac{0,332 \times 56}{24} = 0,774 \] Không phải số nguyên. --- Thử với Al: Oxide \( Al_2O_3 \): \[ M_{oxide} = 54 + 48 = 102 \] \[ y = \frac{0,332 \times 102}{24} = 1,41 \] Không phải số nguyên. --- Có thể kim loại M là Mg hoặc Al, và oxide là MgO hoặc Al2O3. Vì lượng H2 khử vừa đủ 24 gam oxide, và số mol H2 là 0,332 mol, ta tính tỉ lệ mol H2 trên mol oxide: \[ \frac{n_{H_2}}{n_{oxide}} = y = \frac{0,332}{24/M_{oxide}} = \frac{0,332 \times M_{oxide}}{24} \] Ta tìm M_{oxide} sao cho y là số nguyên. Thử M_{oxide} = 72: \[ y = \frac{0,332 \times 72}{24} = 0,996 \approx 1 \] Vậy oxide có khối lượng mol khoảng 72 g/mol và y = 1. Nếu y=1, công thức oxide là \( M_xO \). Khối lượng mol oxide: \[ M_{oxide} = 72 \] Khối lượng mol O = 16, nên: \[ x \times M_M + 16 = 72 \Rightarrow x \times M_M = 56 \] Nếu M là Mg (24 g/mol): \[ x = \frac{56}{24} = 2,33 \] Không phải số nguyên. Nếu M là Al (27 g/mol): \[ x = \frac{56}{27} = 2,07 \approx 2 \] Gần đúng. Vậy oxide có thể là \( Al_2O \) (không phổ biến). --- Tóm lại, oxide có thể là \( Al_2O \) với khối lượng mol khoảng 72 g/mol. --- Bạn cần tôi giải thích chi tiết hơn hoặc hỗ trợ thêm phần nào không?