Hòa tan hoàn toàn 26,9 gam hỗn hợp chất rắn gồm Al2O3 và Zn vào dung dịch H2SO4 20% vừa đủ. Sau phản ứng thu được 2,479 lít khí hydrogen (đkc).
a, tính khối lượng từng chất trong hỗn hợp chất rắn ban đầu
b, Tính khối lượng dung dịch H2SO4 20% cần dùng?
c, tính c% của dung dịch sau phản ứng

Question

My My(❤️ ω ❤️) · Accepted Answer

{"userId":5421818,"userName":"Lamourahlabontes"}

a) $n_{H_2}= \dfrac{2,479}{22,4} = 0,1 mol$

Phương trình hóa học:

$Al_2O_3 + 3H_2SO_4 → Al_2(SO_4)_3 + 3H_2O$

$Zn + H_2SO_4 → ZnSO_4 + H_2$

Đặt $n_{Al_2O_3} = x (mol)$

$n_{Zn} = y (mol)$

Theo phương trình phản ứng:

$n_{H_2} = n_{Zn} = y = 0,1 mol$

Khối lượng hỗn hợp:

$102x + 65y = 26,9$

$⇔ 102x + 65.0,1 = 26,9$

$⇒ x = 0,2$

$ o m_{Al_2O_3} = 0,2 . 102 = 20,1 g$

$ o m_{Zn } = 0,1 . 65 = 6,5 g$

b) $n_{H_2SO_4 \ pư}= 3n_{Al_2O_3} + n_{Zn} = 0,7 mol$

$ o m_{H_2SO_4} = 0,7 . 98 = 68,6g$

$ o m_{dd \ H_2SO_4} = \dfrac{68,6}{20\%} = 343g$

c) $m_{dd \ sau \ pư} = m_{hh} + m_{dd \ H_2SO_4} - m_{H_2} = 26,9 + 343 - (0,1 .2) = 369,7 g$

Theo phương trình, ta có:

$n_{Al_2(SO_4)_3}= n_{Al_2O_3} = 0,2 mol$

$ o m_{Al_2(SO_4)_3} = 0,2 . 342 = 68,4g$

$n_{ZnSO_4} = n_{Zn} = 0,1 mol$

$ o m_{ZnSO_4} = 0,1 .161 = 16,1 g$

$ o C\%_{ Al_2(SO_4)_3}= \dfrac{68,4}{369,7} . 100\% ≈ 18,5\%$

$ o C\%_{ ZnSO_4}= \dfrac{16,1}{369,7} . 100\% ≈ 4,35\%$

Timi · Answer

Để giải quyết bài toán này, ta sẽ lần lượt thực hiện từng bước.

### a. Tính khối lượng từng chất trong hỗn hợp chất rắn ban đầu

1. **Phản ứng hóa học:**
   - Phản ứng của Al2O3 với H2SO4:
     $$
     Al_2O_3 + 3H_2SO_4 \rightarrow Al_2(SO_4)_3 + 3H_2O
     $$
   - Phản ứng của Zn với H2SO4:
     $$
     Zn + H_2SO_4 \rightarrow ZnSO_4 + H_2
     $$

2. **Số mol của khí H2:**
   - Dựa vào thể tích khí H2 thu được (2,479 lít) ở điều kiện tiêu chuẩn (đkc), ta có:
     $$
     n_{H_2} = \frac{V}{22,4} = \frac{2,479}{22,4} \approx 0,110 mol
     $$

3. **Phản ứng của Zn:**
   - Mỗi mol Zn sản sinh 1 mol H2, vậy số mol Zn phản ứng là 0,110 mol.
   - Khối lượng Zn:
     $$
     m_{Zn} = n_{Zn} \cdot M_{Zn} = 0,110 \cdot 65 = 7,15 \text{ gam}
     $$

4. **Số mol Al2O3:**
   - Từ phản ứng, mỗi mol Al2O3 cần 3 mol H2SO4. Số mol Al2O3 không tính trực tiếp từ H2 mà sẽ từ khối lượng hỗn hợp ban đầu.
   - Khối lượng hỗn hợp là 26,9 gam, do đó khối lượng Al2O3 là:
     $$
     m_{Al2O3} = 26,9 - m_{Zn} = 26,9 - 7,15 = 19,75 \text{ gam}
     $$
   - Số mol Al2O3:
     $$
     n_{Al2O3} = \frac{m_{Al2O3}}{M_{Al2O3}} = \frac{19,75}{102} \approx 0,194 mol
     $$

### b. Tính khối lượng dung dịch H2SO4 20% cần dùng

1. **Tính số mol H2SO4 cần thiết:**
   - Đối với Zn: cần 0,110 mol H2SO4.
   - Đối với Al2O3: cần 3 * n_{Al2O3} mol H2SO4 = 3 * 0,194 = 0,582 mol H2SO4.
   - Tổng số mol H2SO4:
     $$
     n_{H2SO4} = 0,110 + 0,582 = 0,692 mol
     $$

2. **Tính khối lượng H2SO4:**
   - Khối lượng H2SO4 cần thiết:
     $$
     m_{H2SO4} = n_{H2SO4} \cdot M_{H2SO4} = 0,692 \cdot 98 = 67,896 \text{ gam}
     $$

3. **Tính khối lượng dung dịch H2SO4 20%:**
   - Dung dịch 20% có nghĩa là 20 gam H2SO4 có trong 100 gam dung dịch.
   - Gọi khối lượng dung dịch là x gam. Ta có:
     $$
     0,2x = 67,896 \Rightarrow x = \frac{67,896}{0,2} \approx 339,48 \text{ gam}
     $$

### c. Tính c% của dung dịch sau phản ứng

1. **Tính khối lượng H2SO4 sau phản ứng:**
   - Khối lượng H2SO4 ban đầu = 339,48 gam.
   - Khối lượng H2SO4 phản ứng = 67,896 gam.
   - Khối lượng H2SO4 còn lại:
     $$
     m_{H2SO4 \text{ còn lại}} = 339,48 - 67,896 \approx 271,584 \text{ gam}
     $$

2. **Khối lượng dung dịch sau phản ứng:**
   - Tổng khối lượng dung dịch sau phản ứng = khối lượng H2SO4 còn lại + khối lượng nước tạo thành.
   - Khối lượng nước tạo thành từ phản ứng:
     $$
     m_{H2O} = n_{H2O} \cdot M_{H2O} = 3 \cdot 0,194 \cdot 18 \approx 10,486 \text{ gam}
     $$

3. **Khối lượng dung dịch sau phản ứng:**
   $$
   m_{dung dịch \text{ sau}} = 271,584 + 10,486 \approx 282,07 \text{ gam}
   $$

4. **Tính c%:**
   $$
   c = \frac{m_{H2SO4 \text{ còn lại}}}{m_{dung dịch \text{ sau}}} \cdot 100\% = \frac{271,584}{282,07} \cdot 100\% \approx 96,27\%
   $$

### Kết quả:
- a. Khối lượng Al2O3 là 19,75 gam, Zn là 7,15 gam.
- b. Khối lượng dung dịch H2SO4 20% cần dùng là khoảng 339,48 gam.
- c. Tỉ lệ phần trăm c% của dung dịch sau phản ứng là khoảng 96,27%.

Hòa tan hoàn toàn 26,9 gam hỗn hợp chất rắn gồm Al2O3 và Zn vào dung dịch H2SO4 20% vừa đủ. Sau phản ứng thu được 2,479 lít khí hydrogen (đkc). a, tính khối lượng từng chất trong hỗn hợp chất rắn ban đ...