Cho 20,4 gm hỗn hợp X gồm Zn, Fe, Al tác dụng với dd Hcl dư thu đc 10,08 lít H2 ở đktc. Mặt khác cho 0,2 mol hh X tác dụng vừa đủ với 6,16 lít Cl2 ở đktc. Xác định phần trăm mỗi kim loại trong 20,4 gam hh X?(Yêu cầu: Giải theo ẩn a, b, c lần lượt là %Zn, %Fe, %Al trong 20,4g hh X)

Đáp án:

$\rm n_{H_2}=\dfrac{10,08}{22,4}=0,45\ (mol)$

Gọi a, b, c lần lượt là số mol của Zn, Fe, Al.

$\rm (1)\ 65a+56b+27c=20,4\ (g)$

Bảo toàn electron:

$\rm (2)\ 2a+2b+3c=0,45×2=0,9\ (mol)$

Mặt khác:

$\rm n_{Cl_2}=\dfrac{6,16}{22,4}=0,275\ (mol)$

Gọi $\rm k$ là lượng chênh lệch giữa $2$ thì nghiệm.

$\rm (1')\ k(a+b+c)=0,2\ (mol)$

Bảo toàn electron:

$\rm (2')\ k(2a+3b+3c)=2×0,275=0,55\ (mol)$

Tỉ lệ: $\rm\dfrac{(1')}{(2')}=\dfrac{k(a+b+c)}{k(2a+3b+3c)}=\dfrac{0,2}{0,55}$

$\rm (3)\ 0,15a-0,05b-0,05c=0$

Giải $(1),(2),(3)$ được: $\begin{cases}\rm a=0,1\\\rm b=0,2\\\rm c=0,1\end{cases}$

$\rm\%m_{Zn}=\dfrac{0,1×65}{20,4}×100\%=31,86\%\\\%m_{Fe}=\dfrac{0,2×56}{20,4}×100\%=54,9\%\\\%m_{Al}=(100-31,86-54,9)\%=13,24\%$

Theo đề:

$\rm n_{H_2} = \dfrac{10,08}{22,4} = 0,45$ mol

$\rm n_{Cl_2} = \dfrac{6,16}{22,4} = 0,275$ mol

Gọi $\rm a, b, c$ lần lượt là số mol của $\rm Zn, Fe, Al$

Phương trình khối lượng:

$\rm m_X = m_{Zn} + m_{Fe} + m_{Al}$

$\rm \Leftrightarrow 20,4 = 65a + 56b + 27(I)$

Thí nghiệm $\rm 1:$

Phản ứng xảy ra:

$\rm Zn + 2HCl \to ZnCl_2 + H_2(1)$

$\rm Fe + 2HCl \to FeCl_2 + H_2(2)$

$\rm 2Al + 6HCl \to 2AlCl_3 + 3H_2(3)$

Theo PTHH $\rm (1),(2),(3):$

$\rm n_{H_2} = n_{Zn} + n_{Fe} + \dfrac{3}{2}n_{Al}$

$\rm \Leftrightarrow 0,45 = a + b + 1,5c(II)$

Thí nghiệm $\rm 2:$

Gọi $\rm ka, kb, kc$ lần lượt là số mol của $\rm Zn, Fe, Al$

Phương trình chênh lệnh số mol giữa hai thí nghiệm:

$\rm n_{X(TN2)} = n_{Zn} + n_{Fe} + n_{Al}$

$\rm \Leftrightarrow 0,2 = ka + kb + kc$

$\rm \Leftrightarrow 0,2 = k(a + b + c)(III)$

Phản ứng xảy ra:

$\rm Zn + Cl_2 \xrightarrow[]{t^o} ZnCl_2(4)$

$\rm 2Fe + 3Cl_2 \xrightarrow[]{t^o} 2FeCl_3(5)$

$\rm 2Al + 3Cl_2 \xrightarrow[]{t^o} 2AlCl_3(6)$

Theo PTHH:

$\rm n_{Cl_2} = n_{Zn} + \dfrac{3}{2}n_{Fe} + \dfrac{3}{2}n_{Al}$

$\rm \Leftrightarrow 0,275 = ka + 1,5kb + 1,5kc$

$\rm \Leftrightarrow 0,275 = k(a + 1,5b + 1,5c)(IV)$

Lấy $\rm (IV) : (II)$

$\rm \Rightarrow \dfrac{0,275}{0,2} = \dfrac{k(a + 1,5b + 1,5c)}{k(a + b + c)}$

$\rm \Rightarrow 1,375 = \dfrac{a + 1,5b+1,5c}{a+b+c}$

$\rm \Leftrightarrow 1,375a + 1,375b + 1,375c = a + 1,5b + 1,5c$

$\rm \Leftrightarrow 0,375a - 0,125b - 0,125c = 0(V)$

Từ $\rm (I),(II),(V)$

$\rm \Rightarrow  \begin{cases} \rm a = 0,1\\\rm b = 0,2\\\rm c = 0,1 \end{cases}$

Phần trăm khối lượng mỗi kim loại trong $\rm X:$

$\rm \% m_{Zn} = \dfrac{0,1 . 65}{20,4} . 100\% \approx 31,9\%$

$\rm \% m_{Fe} = \dfrac{0,2 . 56}{20,4} . 100\% \approx 54,9\%$

$\rm \% m_{Al} = 100\% - 54,9\% - 34,9\% = 13,2\%$