Cho 20,2 gam hỗn hợp gồm Fe, Cu, Al tác dụng với 200ml dung dịch HCl nồng độ a mol/l, sau phản ứng thu được 6,4 gam chất rắn và thoát ra 10,08 lít khí ở đktc. Tính phần trăm khối lượng của Fe trong hỗn hợp ban đầu và xác định giá trị của a?

Đáp án:

$\rm a)$ $\rm \%m_{Fe}\approx42\%$

$\rm b)$ $\rm a=4,5\ (M)$

Giải thích các bước giải:

$\rm a)$

$\rm Cu$ không phản ứng với $\rm HCl,$ nên chất rắn còn lại sau phản ứng là $\rm Cu.$

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

Phương trình khối lượng:

$\rm 56.n_{Fe}+27.n_{Al}=20,2-6,4=13,8\ (g)$ $\rm (1)$

Quá trình nhường, nhận electron:

$\rm \mathop{Fe}\limits^{0} \to\mathop{Fe}\limits^{+2}+2e$

$\rm \mathop{Al}\limits^{0} \to\mathop{Al}\limits^{+3}+3e$

$\rm 2\mathop{H}\limits^{-1}+2e \to\mathop{H_2}\limits^{0}$

Bảo toàn electron:

$\rm 2n_{Fe}+3n_{Al}=2n_{H_2}=0,9\ (mol)$ $\rm (2)$

Từ $\rm (1)(2)$ ta giải được:

$\begin{cases} \rm n_{Fe}=0,15\ (mol)\\ \rm n_{Al}=0,2\ (mol)\\ \end{cases}$

$\rm \to \%m_{Fe}=\dfrac{0,15.56}{20,2}\approx42\%$

$\rm b)$

Đổi $\rm 200ml=0,2l$

Bảo toàn nguyên tố $\rm H:$

$\rm n_{HCl}=2n_{H_2}=0,9\ (mol)$

$\rm \to a=C_{M_{HCl}}=\dfrac{0,9}{0,2}=4,5\ (M)$