Cho $0{,}2\ ext{mol}$ $Fe$ tác dụng với dung dịch chứa $0{,}25\ ext{mol}$ $HCl$ và $0{,}1\ ext{mol}$ $CuSO_4$. Viết các phương trình phản ứng xảy ra và tính khối lượng chất rắn sau phản ứng.

Question

Cho $0{,}2\ 	ext{mol}$ $Fe$ tác dụng với dung dịch chứa $0{,}25\ 	ext{mol}$ $HCl$ và $0{,}1\ 	ext{mol}$ $CuSO_4$. Viết các phương trình phản ứng xảy ra và tính khối lượng chất rắn sau phản ứng.

Disnney · Accepted Answer

{"userId":5415411,"userName":"☆＊𝐦𝐭𝐮𝐲𝐭𝐭🎈＊"}

Phương trình hóa học:

$ m Fe+CuSO_4→FeSO_4+Cu \ (1)$

$ m Fe+2HCl→FeCl_2+H_2↑ \ (2)$

Theo phương trình (1):

Xét tỉ lệ: $ m \dfrac{0,2}{1} > \dfrac{0,1}{1} o Fe$ dư, $ m CuSO_4$ hết

$ o m n_{Cu} = 0 ,1 \ mol$

Số mol $ m Fe$ còn lại:

$ m 0,2 - 0,1=0,1 \ mol$

Theo phương trình (2):

Phần $ m Fe$ còn lại phản ứng với $ m HCl$

Xét tỉ lệ: $ m \dfrac{0,1}{1} < \dfrac{0,25}{2} o Fe$ hết

$ o m Cu$ không tan trong dung dịch $⇒$ lắng lại thành chất rắn

$ o m m_{Cu} = 0,1 . 64 = 6,4 \ g$

Timi · Answer

Để giải bài toán này, chúng ta cần xem xét các phản ứng hóa học có thể xảy ra giữa sắt (Fe), axit clohidric (HCl), và đồng(II) sulfat (CuSO₄).

### Bước 1: Viết các phương trình phản ứng

1. Phản ứng giữa Fe và HCl:
   $$
   Fe + 2HCl \rightarrow FeCl_2 + H_2
   $$

2. Phản ứng giữa Fe và CuSO₄:
   $$
   Fe + CuSO_4 \rightarrow FeSO_4 + Cu
   $$

### Bước 2: Xác định số mol tham gia phản ứng

- Số mol HCl cần để phản ứng với $0{,}2\ \text{mol}$ Fe:
  $$
  0{,}2\ \text{mol} \ Fe \times \frac{2\ \text{mol}\ HCl}{1\ \text{mol}\ Fe} = 0{,}4\ \text{mol}\ HCl
  $$
  Tuy nhiên, chúng ta chỉ có $0{,}25\ \text{mol}$ HCl, nên HCl sẽ là chất giới hạn phản ứng với Fe.

- Số mol CuSO₄ cần để phản ứng với $0{,}2\ \text{mol}$ Fe:
  $$
  0{,}2\ \text{mol} \ Fe \times \frac{1\ \text{mol}\ CuSO_4}{1\ \text{mol}\ Fe} = 0{,}2\ \text{mol}\ CuSO_4
  $$
  Chúng ta có $0{,}1\ \text{mol}$ CuSO₄, nên CuSO₄ sẽ là chất giới hạn phản ứng với Fe.

### Bước 3: Xác định số mol phản ứng thực tế

1. **Phản ứng với HCl**:
   - Chúng ta sẽ sử dụng $0{,}25\ \text{mol}$ HCl:
   $$
   0{,}25\ \text{mol} \ HCl \rightarrow \text{sẽ phản ứng với} \frac{0{,}25}{2} = 0{,}125\ \text{mol} \ Fe
   $$

2. **Phản ứng với CuSO₄**:
   - Chúng ta sẽ sử dụng $0{,}1\ \text{mol}$ CuSO₄:
   $$
   0{,}1\ \text{mol} \ CuSO_4 \rightarrow \text{sẽ phản ứng với} 0{,}1\ \text{mol} \ Fe
   $$

### Bước 4: Tính khối lượng chất rắn sau phản ứng

- Sau phản ứng, số mol Fe phản ứng là:
  $$
  0{,}125\ \text{mol} \ (với \ HCl) + 0{,}1\ \text{mol} \ (với \ CuSO_4) = 0{,}225\ \text{mol}
  $$

- Số mol Fe ban đầu là $0{,}2\ \text{mol}$, vì vậy số mol Fe còn lại là:
  $$
  0{,}2 - 0{,}225 = -0{,}025\ \text{mol} \text{(không thể xảy ra, nghĩa là không còn Fe)} 
  $$
  Điều này cho thấy rằng phản ứng với CuSO₄ đã giới hạn số mol Fe phản ứng.

- Số mol Cu thu được từ phản ứng với CuSO₄ là $0{,}1\ \text{mol}$.

### Khối lượng chất rắn sau phản ứng
- Khối lượng Cu thu được:
$$
\text{Khối lượng Cu} = n \times M = 0{,}1\ \text{mol} \times 63,5\ \text{g/mol} = 6{,}35\ \text{g}
$$

### Kết luận
Khối lượng chất rắn thu được sau phản ứng là **6,35 g**.

Cho $0{,}2\ \text{mol}$ $Fe$ tác dụng với dung dịch chứa $0{,}25\ \text{mol}$ $HCl$ và $0{,}1\ \text{mol}$ $CuSO_4$. Viết các phương trình phản ứng xảy ra và tính khối lượng chất rắn sau phản ứng.