Cho hỗn hợp gồm $0{,}2$ mol $Al$ và $0{,}1$ mol $Fe$ vào dung dịch chứa $0{,2}$ mol $HCl$. Sau phản ứng hoàn toàn, thể tích khí thu được ở đktc là: A. $2{,}24$ lít B. $4{,}48$ lít C. $1{,}12$ lít D....

Để giải bài toán này, trước tiên chúng ta cần viết các phản ứng hóa học xảy ra giữa các kim loại và axit clohidric (HCl). 1. Phản ứng của nhôm (Al) với HCl: \[ 2Al + 6HCl \rightarrow 2AlCl_3 + 3H_2 \] Từ phản ứng này, ta thấy 2 mol Al sẽ sản xuất ra 3 mol H2. 2. Phản ứng của sắt (Fe) với HCl: \[ Fe + 2HCl \rightarrow FeCl_2 + H_2 \] Từ phản ứng này, 1 mol Fe sẽ sản xuất ra 1 mol H2. Bây giờ, ta sẽ tính số mol H2 được tạo ra từ mỗi kim loại. **Bước 1: Tính số mol H2 từ Al.** - Số mol Al có trong hỗn hợp là 0,2 mol. - Theo tỉ lệ phản ứng, 2 mol Al tạo ra 3 mol H2, vậy 0,2 mol Al sẽ tạo ra: \[ \text{số mol } H_2 = 0,2 \times \frac{3}{2} = 0,3 \text{ mol} \] **Bước 2: Tính số mol H2 từ Fe.** - Số mol Fe có trong hỗn hợp là 0,1 mol. - Theo tỉ lệ phản ứng, 1 mol Fe tạo ra 1 mol H2, vậy 0,1 mol Fe sẽ tạo ra: \[ \text{số mol } H_2 = 0,1 \text{ mol} \] **Bước 3: Tổng số mol H2 thu được.** Tổng số mol H2 từ cả Al và Fe là: \[ n_{H_2} = n_{H_2}^{Al} + n_{H_2}^{Fe} = 0,3 + 0,1 = 0,4 \text{ mol} \] **Bước 4: Tính thể tích khí H2 thu được ở điều kiện tiêu chuẩn (đktc).** Theo định luật khí lý tưởng, 1 mol khí ở điều kiện tiêu chuẩn (đktc) có thể tích khoảng 22,4 lít. Vậy thể tích khí H2 thu được sẽ là: \[ V_{H_2} = n_{H_2} \times 22,4 \text{ lít} = 0,4 \times 22,4 = 8,96 \text{ lít} \] Tuy nhiên, chúng ta cần xem lại số mol HCl trong dung dịch, vì HCl có thể là yếu tố giới hạn phản ứng. **Bước 5: Tính số mol HCl đã sử dụng.** - Tổng số mol HCl có là 0,2 mol. - HCl sẽ phản ứng với Al và Fe theo tỉ lệ: - 0,2 mol Al cần 0,3 mol HCl (sử dụng hết 0,2 mol HCl), - 0,1 mol Fe cần 0,2 mol HCl (sử dụng thêm 0,2 mol HCl). Vì tổng số mol HCl có trong dung dịch là 0,2 mol, do đó HCl là yếu tố giới hạn, và sau khi phản ứng, HCl sẽ hết. **Bước 6: Tính toán lại số mol H2 thu được dựa trên số mol HCl.** - Từ 0,2 mol HCl, nó sẽ phản ứng theo tỉ lệ 1:3 với Al hoặc 1:2 với Fe: - Khi phản ứng với Fe, 0,1 mol Fe sẽ phản ứng với 0,2 mol HCl tạo ra 0,1 mol H2. Tổng số mol H2 do Fe tạo ra sẽ là 0,1 mol. Kết luận: Vì vậy, với 0,2 mol HCl, số mol H2 thu được sẽ là 0,1 mol do Fe (tính theo HCl là yếu tố giới hạn). Cuối cùng, thể tích khí H2 thu được là: \[ V_{H_2} = 0,1 \times 22,4 = 2,24 \text{ lít} \] Vậy đáp án đúng là: **A. $2{,}24$ lít**.