Bài 33: Điều chế Hiđro - Phản ứng thế

Gọi số mol Al₂O₃, CuO là a, b (mol)

=> 102a + 80b = 18,2 (1)

n_HCl = 2.0,4 = 0,8 (mol)

PTHH: Al₂O₃ + 6HCl --> 2AlCl₃ + 3H₂O

               a--->6a

           CuO + 2HCl --> CuCl₂ + H₂O

             b---->2b

=> 6a + 2b = 0,8 (2)

(1)(2) => a = 0,1; b = 0,1

=> \(\left\{{}\begin{matrix}\%m_{Al_2O_3}=\dfrac{102.0,1}{18,2}.100\%=56,044\%\\\%m_{CuO}=\dfrac{80.0,1}{18,2}.100\%=43,956\%\end{matrix}\right.\)

Gọi số mol Al₂O₃, CuO là a, b (mol)

=> 102a + 80b = 18,2 (1)

n_HCl = 2.0,4 = 0,8 (mol)

PTHH: Al₂O₃ + 6HCl --> 2AlCl₃ + 3H₂O

               a--->6a

           CuO + 2HCl→ CuCl₂ + H₂O

             b---->2b

Gọi nAl = a (mol); nMg = b (mol)

nH2 = 13,44/22,4 = 0,6 (mol)

27a + 24b = 12,6 (1)

PTHH:

2Al + 3H2SO4 -> Al2(SO4)3 + 3H2

Mol: a ---> 1,5a ---> 0,5a ---> 1,5a

Mg + H2SO4 -> MgSO4 + H2

Mol: b ---> b ---> b ---> b

1,5a + b = 0,6 (2)

Từ (1), (2) => a = 0,2 (mol); b = 0,3 (mol)

mAl = 0,2 . 27 = 5,4 (g)

%mAl = 5,4/12,6 = 42,85% 

%mMg = 100% - 42,85% = 57,15%

Gọi số mol Mg, Al là a, b (mol)

=> 24a + 27b = 12,6 (1)

\(n_{H_2}=\dfrac{13,44}{22,4}=0,6\left(mol\right)\)

PTHH: Mg + H₂SO₄ --> MgSO₄ + H₂

            a------>a------------------>a

            2 Al + 3H₂SO₄ --> Al₂(SO₄)₃ + 3H₂

            b-------->1,5b----------------->1,5b

=> a + 1,5b = 0,6 (2)

(1)(2) => a = 0,3; b = 0,2

=> \(\left\{{}\begin{matrix}\%m_{Mg}=\dfrac{0,3.24}{12,6}.100\%=57,143\%\\\%m_{Al}=\dfrac{0,2.27}{12,6}.100\%=42,857\%\end{matrix}\right.\)

\(m_{H_2SO_4}=\left(a+1,5b\right).98=58,8\left(g\right)\)

\(n_{NaOH}=0,1.0,4=0,04\left(mol\right)\)

\(n_{Ba\left(OH\right)_2}=0,2.0,4=0,08\left(mol\right)\)

PTHH: NaOH + HCl --> NaCl + H₂O

           0,04---->0,04

            Ba(OH)₂ + 2HCl --> BaCl₂ + 2H₂O

          0,08----->0,16

=> n_HCl = 0,04 + 0,16 = 0,2 (mol)

=> \(xM=\dfrac{0,2}{0,2}=1M\)

Đổi 400 ml = 0,4 l

200 ml = 0,2 l

nNaOH = 0,1 . 0,4 = 0,04 (mol)

nBa(OH)2 = 0,2 . 0,4 = 0,08 (mol)

PTHH:

NaOH + HCl -> NaCl + H2O

Mol: 0,04 ---> 0,04

Ba(OH)2 + 2HCl -> BaCl2 + 2H2O

Mol: 0,08 ---> 0,16

nHCl = 0,16 + 0,04 = 0,2 (mol)

x = CMddHCl = 0,2/0,2 = 1M

Giả sử m_Zn = m_Al = a (g)

\(n_{Zn}=\dfrac{a}{65}\left(mol\right)\); \(n_{Al}=\dfrac{a}{27}\left(mol\right)\)

PTHH: Zn + H₂SO₄ --> ZnSO₄ + H₂ (1)

=> \(n_{H_2\left(1\right)}=\dfrac{a}{65}\left(mol\right)\)

            2Al + 3H₂SO₄ -->Al₂(SO₄)₃ + 3H₂

=> \(n_{H_2\left(2\right)}=\dfrac{a}{18}\left(mol\right)\)

Có \(n_{H_2\left(1\right)}< n_{H_2\left(2\right)}\)

=> Nhôm cho nhiều H₂ hơn

3Fe+2O₂-to>Fe₃O₄

0,3-----0,2---------0,1 mol

n _Fe=\(\dfrac{16,8}{56}\)=0,3 mol

=>V_O2=0,2.22,4=4,48l

=>m _Fe3O4=0,1.232=23,2g

nFe=16,8/56=0,3 (mol)

nFe=nO₂=>VO₂=0,3x22,4=6,72 (lít) nhé =)

nFe = 16,8/56 = 0,3 (mol)

PTHH: 3Fe + 2O2 -> (t°) Fe3O4

Mol: 0,3 ---> 0,2 ---> 0,1 

VO2 = 0,2 . 22,4 = 4,48 (l)

mFe3O4 = 0,1 . 232 = 23,2 (g)

2KMnO₄-to>K₂MnO₄+MnO₂+O₂

0,05-------------------------------------0,025

\(\dfrac{5}{2}\)O₂+C₂H₂-to>2CO₂+H₂O

0,025---0,01

ta có :

n C2H2=\(\dfrac{0,224}{22,4}\)=0,01 mol

mà có 5% tạp chất 

=>m KMnO4=0,05.158.\(\dfrac{105}{100}\)=8,295g

nC2H2 = 0,224/22,4 = 0,01 (mol)

PTHH:

2C2H2 + 5O2 -> (t°) 4CO2 + 2H2O

Mol: 0,01 ---> 0,025

2KMnO4 -> (t°) K2MnO4 + MnO2 + O2

Mol: 0,05 <--- 0,025 <--- 0,025 <--- 0,025

mKMnO4 = 0,05 . 158 = 7,9 (g)

m thuốc tím = 7,9 : (100% - 5%) = 158/19 (g)

nFe2O3 = 32/160 = 0,2 (mol)

nH2 = 3,36/22,4 = 0,15 (mol)

PTH: Fe2O3 + 3H2 -> (t°) 2Fe + 3H2O

LTL: 0,2 > 0,15/3 => Fe2O3 dư

nFe = 0,15 : 3 . 2 = 0,1 (mol)

mFe = 0,1 . 56 = 5,6 (g)

a , \(nFe=\dfrac{11,2}{56}=0,2\left(mol\right)\)

, pthh:

\(Fe+2HCl\rightarrow FeCl_2+H_2\uparrow\)

1mol   2mol       1mol      1mol

0,2     0,4              0,2       0,2

\(FeCl_2+2NaOH\rightarrow Fe\left(OH\right)_2\downarrow+2NaCl\)

1mol        2mol           1mol              2mol

0,2            0,4               0,2            0,4

b, \(mFe\left(OH\right)_2=0,2.90=18\left(gam\right)\)

a , 

a. \(n_{KClO_3}=\dfrac{24,5}{122,5}=0,2\left(mol\right)\)

PTHH : 2KClO₃ -t^o> 2KCl + 3O₂

              0,2                          0,3

\(V_{O_2}=0,3.22,4=6,72\left(l\right)\)

b.\(n_{O_2}=0,3\left(mol\right)\left[cmt\right]\)

\(m_{O_2}=0,3.32=9,6\left(g\right)\)

PTHH : 3Fe +  2O₂ -t^o> Fe₃O₄

Theo ĐLBTKL 

\(m_{Fe}+m_{O_2}=m_{Fe_3O_4}\\ \Rightarrow11,2+9,6=20,8\left(g\right)\)

a: \(2KClO_3\rightarrow2KCl+3O_2\)

\(n_{KClO_3}=\dfrac{24.5}{122.5}=0.2\left(mol\right)\)

\(\Leftrightarrow n_{O_2}=\dfrac{3}{2}\cdot0.2=0.3\left(mol\right)\)

\(V_{O_2}=0.3\cdot22.4=6.72\left(lít\right)\)

b: \(4Fe+3O_2\rightarrow2Fe_2O_3\)

\(n_{Fe}=\dfrac{11.2}{56}=0.2\left(mol\right)\)

\(\dfrac{n_{Fe}}{4}=\dfrac{0.2}{4}=0.05< \dfrac{n_{O_2}}{3}\) nên O2 dư

=>Tính theo Fe

\(n_{Fe_2O_3}=0.1\left(mol\right)\)

\(m_{Fe_2O_3}=0.1\cdot160=16\left(g\right)\)

a)

\(n_{O_2}=\dfrac{3,36}{22,4}=0,15\left(mol\right)\)

\(n_{H_2O}=\dfrac{1,8}{18}=0,1\left(mol\right)\)

PTHH: 2H₂ + O₂ --t^o--> 2H₂O

            0,1<-0,05<-------0,1

            2CO + O₂ --t^o--> 2CO₂

            0,2<--0,1-------->0,2

=> \(\left\{{}\begin{matrix}V_{H_2}=0,1.22,4=2,24\left(l\right)\\V_{CO}=0,2.22,4=4,48\left(l\right)\end{matrix}\right.\)

b) \(m_{CO_2}=0,2.44=8,8\left(g\right)\)

\(n_{O_2}=\dfrac{3,36}{22,4}=0,15mol\)

\(n_{H_2O}=\dfrac{1,8}{18}=0,1mol\)

\(2CO+O_2\rightarrow2CO_2\)

  a         0,5a     a

\(2H_2+O_2\rightarrow2H_2O\)

 0,1   0,05 \(\leftarrow\)    0,1

\(\Sigma n_{O_2}=0,5a+0,05=0,15\)

\(\Rightarrow a=n_{O_2\left(CO\right)}=0,2mol\)

\(V_{CO}=2\cdot0,2\cdot22,4=8,96l\)

\(V_{H_2}=0,1\cdot22,4=2,24l\)

\(m_{CO_2}=0,2\cdot44=8,8g\)