Cho 9,7 g hỗn hợp X gồm Cu và Zn vào 0,5 lít dung dịch FeCl3 0,5M…
Chào các em học sinh lớp 9, thầy sẽ cùng các em giải bài tập hóa học này theo từng bước logic và chi tiết nhất nhé. Chúng ta cần vận dụng kiến thức về dãy hoạt động hóa học của kim loại và phản ứng oxi hóa – khử.
Bước 1: Phân tích hiện tượng và xác định thành phần chất rắn Z
- Khi cho hỗn hợp Cu và Zn vào dung dịch FeCl3, các phản ứng xảy ra theo thứ tự ưu tiên: Zn phản ứng trước, sau đó đến Cu.
- Chất rắn Z thu được là 1,6 g. Khi cho Z vào dung dịch H2SO4 loãng không có khí bay ra, chứng tỏ trong Z không còn Zn dư. Vậy Z chỉ có thể là Cu dư.
- Khối lượng Cu ban đầu là: 9,7 – 1,6 = 8,1 g (Đây là khối lượng Cu và Zn đã phản ứng).
Bước 2: Tính số mol các chất tham gia
- Số mol FeCl3 ban đầu: 0,5 x 0,5 = 0,25 mol.
- Gọi số mol Zn là a, số mol Cu phản ứng là b. Ta có hệ phương trình:
65a + 64b = 9,7 – 1,6 = 8,1
Phản ứng: Zn + 2FeCl3 -> ZnCl2 + 2FeCl2 (1)
Cu + 2FeCl3 -> CuCl2 + 2FeCl2 (2) - Tổng số mol FeCl3 phản ứng là: 2a + 2b = 0,25.
- Giải hệ:
a + b = 0,125
65a + 64b = 8,1
=> a = 0,05 mol (Zn); b = 0,075 mol (Cu phản ứng).
Bước 3: Xác định thành phần dung dịch Y
Dung dịch Y thu được sau phản ứng gồm:
- ZnCl2: 0,05 mol
- CuCl2: 0,075 mol
- FeCl2: 2a + 2b = 0,25 mol (tạo ra từ phản ứng 1 và 2).
- FeCl3 dư: 0,25 – 0,25 = 0 mol (vì phản ứng vừa đủ hoặc FeCl3 hết).
Tuy nhiên, đề bài cho dung dịch Y phản ứng với KMnO4, nghĩa là trong Y phải còn Fe(2+). Phản ứng của KMnO4 trong H2SO4 chỉ oxi hóa Fe(2+) lên Fe(3+).
Bước 4: Tính giá trị x (nồng độ mol của KMnO4)
Phương trình ion thu gọn của phản ứng giữa KMnO4 và Fe(2+) trong môi trường axit:
MnO4(-) + 5Fe(2+) + 8H(+) -> Mn(2+) + 5Fe(3+) + 4H2O
- Số mol Fe(2+) trong Y là 0,25 mol.
- Theo phương trình, số mol KMnO4 = 1/5 số mol Fe(2+) = 0,25 / 5 = 0,05 mol.
- Nồng độ mol x của dung dịch KMnO4 là:
x = n / V = 0,05 / 0,2 = 0,25 M.
Kết luận: Giá trị của x là 0,25.
Hy vọng cách giải chi tiết này giúp các em hiểu rõ bản chất của bài toán. Hãy chú ý thứ tự phản ứng của kim loại với muối sắt (III) nhé!
\(n_{\text{FeCl}_3} = 0,25\text{ mol}\).
\(1,6\text{ g } Z\) không tan trong \(\text{H}_2\text{SO}_4 \Rightarrow Z\) là \(\text{Cu}\) dư
\(\Rightarrow m_{\text{Zn, Cu pư}} = 9,7 – 1,6 = 8,1\text{ g}\).
Gọi \(a, b\) là \(n_{\text{Zn}}, n_{\text{Cu pư}}\):
\(\begin{cases} 65a + 64b = 8,1 \\ 2a + 2b = 0,25 \end{cases} \Rightarrow \begin{cases} a = 0,1 \\ b = 0,025 \end{cases}\)
Dung dịch \(Y\) chứa \(0,25\text{ mol Fe}^{2+}\).
\(5\text{Fe}^{2+} + \text{MnO}_4^- + 8\text{H}^+ \rightarrow 5\text{Fe}^{3+} + \text{Mn}^{2+} + 4\text{H}_2\text{O}\)
\(n_{\text{KMnO}_4} = \frac{0,25}{5} = 0,05\text{ mol}\)
\(x = \frac{0,05}{0,2} = 0,2\text{ M}\)
\(n_(FeCl_3)=0,5.0,5=0,25mol\)
Theo định luật bảo toàn nguyên tố
\(n_(Fe^(2+))=n_(FeCl_3)=0,25mol\)
\(5Fe^(2+) +MnO_4^- +8H^+ ->5Fe^(3+) +Mn^(2+) +4 H_2 O\)
\(n_(KMnO_4)=n_(KMnO_4^(-))=1/5 n_(Fe^(2+))=(0,25)/5=0,05mol\)
\(x=n/V=(0,05)/(0,2)=0,25M\)
Trợ Lý Xưởng In Thiên Nam
Add comment