2015-2016 (NC) 6/ Đun nóng hỗn hợp gồm 0,3 mol H2 và 0,1 mol Cl2 trong bình kín, sau một thời gian thu hỗn hợp X chứa H2, Cl2 và HCl. Dẫn toàn bộ lượng HCl trong hỗn hợp vào nước được 50g ddY. Biết rằng ddY khi tác dụng vừa đủ với Fe, được dd muối có nồng độ 7,381%. Tính phần trăm theo thể tích của HCl trong hỗn hợp X.

Gọi x là mol Fe phản ứng. 

$Fe+2HCl\to FeCl_2+H_2$

$\Rightarrow n_{FeCl_2}=n_{H_2}=x$

$m_{dd}= 56x+50-2x=50+54x(g)$

$\Rightarrow \dfrac{127x.100}{50+54x}=7,381$

$\Leftrightarrow x=0,03$

$\Rightarrow n_{HCl}=0,03.2=0,06 mol$

$H_2+Cl_2\to 2HCl$

$\Rightarrow n_{H_2\text{pứ}}=n_{Cl_2\text{pứ}}=0,03 mol$

$n_{H_2\text{dư}}=0,3-0,03=0,27 mol$

$n_{Cl_2\text{dư}}=0,1-0,03=0,07 mol$

$\Rightarrow \%V_{HCl}=\dfrac{0,06.100}{0,27+0,07+0,06}=15\%$

Đáp án:

15%

Giải thích các bước giải:

Đặt nHCl = x mol

Fe   +  2HCl → FeCl2 +    H2

0,5x ← x   →     0,5x →  0,5x (mol)

m dd sau pư = mFe + mdd HCl – mH2 = 0,5x.56 + 50 – 0,5x.2 = 27x + 50 (g)

Ta có: \(C{\% _{F{\rm{e}}C{l_2}}} = \frac{{0,5{\rm{x}}.127}}{{27{\rm{x}} + 50}}.100\%  = 7,381\%  \to x = 0,06\)

BTNT “H” → 2nH2 bđ = 2nH2 dư + nHCl → 2.0,3 = 2.nH2 dư + 0,06 → nH2 dư = 0,27 mol

BTNT “C” → 2nCl2 bđ = 2nCl2 dư + nHCl → 2.0,1 = 2.nCl2 dư + 0,06 → nCl2 dư = 0,07 mol

\(\% {V_{HCl}} = \% {n_{HCl}} = \frac{{0,06}}{{0,27 + 0,07 + 0,06}}.100\%  = 15\% \)