Đề bài
Cho 22,4 sắt tác dụng với dung dịch loãng có chứa 24,5g axit sunfuric.
a] Chất nào còn dư sau phản ứng và dư bao nhiêu gam?
b] Tính thể tích khí hiđro thu được ở đktc.
Lời giải chi tiết
Số mol các chất là :
\[\eqalign{ & {n_{Fe}} = {{{m_{Fe}}} \over {{M_{Fe}}}} = {{22.4} \over {56}} = 0,4mol \cr & {{{n_{{H_2}S{O_4}}}} \over {{M_{{H_2}S{O_4}}}}} = {{24,5} \over {98}} = 0,25mol \cr} \]
Phương trình hóa học:
\[\eqalign{
& Fe + {H_2}S{O_{4[{\text{loãng}}]}} \to FeS{O_4} + {H_2} \uparrow \cr
& 0,25 \leftarrow 0,25 \to {\rm{ }}\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,0,25\,[mol] \cr} \]
\[\left. \matrix{ {{{n_{Fe[{\text{ban đầu]}}}}} \over 1} = {{0,4} \over 1} = 0,4 \hfill \cr {{{n_{{H_2}S{O_4}[{\text{ban đầu]}}}}} \over 1} = {{0,25} \over 1} = 0,25 \hfill \cr} \right\} \] \[\Rightarrow {{{n_{{H_2}S{O_4}[{\text{ban đầu]}}}}} \over 1} < {{{n_{Fe[{\text{ban đầu]}}}}} \over 1}\]
\[\buildrel {{\text{theo phương trình}}} \over \longrightarrow \left\{ \matrix{ {n_{Fe\text[pứ]}} = 0,25mol \hfill \cr {n_{{H_2}}} = 0,25mol \hfill \cr} \right.\]
\[{n_{Fe\text[dư]}} = {n_{Fe\text[ban đầu]}} - {n_{Fe\text[pứ]}}\] \[ = 0,4 - 0,25 = 0,15\,\,mol\]
a] Sau phản ứng, Fe còn dư. Khối lượng Fe dư là:
\[{m_{Fe\text[dư]}} = {n_{Fe\text[dư]}}.{M_{Fe}} \] \[= 0,15.56 = 8,4\,gam\]
b] Thể tích khí \[{H_2}\] thu được [ đktc] là :
\[{V_{{H_2}}} = 22,4.{n_{{H_2}}} = 22,4.0,25 = 5,6\] lít