có 1 chiếc cân 2 đĩa, đặt lên 2 đĩa cân 2 cốc a và b.Cốc a đựng dung dịch ãi clohidric. Cốc b đựng dung dịch axit sunfuric long sao cho cân ở vị trí cân bằng. Cho vào cốc a 13,5g nhốm, cốc b a gam sắt. Xác định giá trị a để sau phản ứng kết thúc cân vẫn thăng bằng.(axit trong 2 cốc đủ để hòa tan hết dung dich)
\(n_{Al}=\dfrac{m}{M}=\dfrac{13,5}{27}=0,5\left(mol\right)\)
\(pthh:2Al+6HCl\rightarrow2AlCl_3+3H_2\left(1\right)\\ Fe+H_2SO_4\rightarrow FeSO_4+H_2\left(2\right)\)
Theo \(pthh\left(1\right)n_{HCl}=3n_{Al}=3\cdot0,5=1,5\left(mol\right)\)
\(\Rightarrow m_{HCl}=n\cdot M=1,5\cdot36,5=54,75\left(g\right)\)
Vì ban đầu cân ở vị trí cân bằng
nên \(m_{H_2SO_4}=m_{HCl}=54,75\left(g\right)\)
\(\Rightarrow n_{H_2SO_4}=\dfrac{m}{M}=\dfrac{54,75}{98}=0,56\left(mol\right)\)
Theo \(pthh\left(1\right):n_{H_2\left(1\right)}=\dfrac{3}{2}n_{Al}=\dfrac{3}{2}\cdot0,5=0,75\left(mol\right)\)
\(\Rightarrow m_{H_2\left(1\right)}=n\cdot M=0,75\cdot2=1,5\left(g\right)\)
Theo \(pthh\left(2\right):n_{H_2\left(2\right)}=n_{H_2SO_4}=0,56\left(mol\right)\)
\(\Rightarrow m_{H_2\left(2\right)}=n\cdot M=0,56\cdot2=1,12\left(g\right)\)
\(\Rightarrow m_{d^2\text{ sau pứ }\left(1\right)}=\left(54,75+13,5\right)-1,5=66,75\left(g\right)\\ m_{d^2\text{ sau pứ }\left(2\right)}=\left(a+54,75\right)-1,12=a+53,63\left(g\right)\)
Vì sau phản ứng cân ở vị trí cân bằng
nên \(m_{d^2\text{ sau pứ }\left(1\right)}=m_{d^2\text{ sau pứ }\left(2\right)}\)
\(\Rightarrow a+53,63=66,75\\ \Rightarrow a=13,12\left(g\right)\)
2Al + 6HCl -> 2AlCl3 + 3H2 (1)
Fe + H2SO4 -> FeSO4 + H2 (2)
nAl = \(\dfrac{13,5}{27}\) = 0,5 (mol)
Theo PT (1) ta có: nHCl = 3nAl = 3.0,5 = 1,5(mol)
=> m\(H_2SO_4\) = mHCl = 1,5.36,5 = 54,75 (g)
=> n\(H_2SO_4\) = \(\dfrac{54,75}{98}\) \(\approx\) 0,56 (mol)
Theo PT (2) ta có: nFe = n\(H_2SO_4\) = 0,56(mol)
=> a = mFe = 0,56.56 = 31,36 (g)