Bài tập tính lượng chất dư, chất hết

Fe + HCl → FeCl₂ + H₂

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có

m_Fe + m_HCl = m_FeCl2 + m_H2

=> m_HCl = m_FeCl2 + m_H2 - m_Fe = 4 + 254 – 112 = 146g

Số mol Fe là:  ${n_{F{\text{e}}}} = \dfrac{{11,2}}{{56}} = 0,2\,mol$

Số mol CuSO₄ là:  ${n_{CuS{O_4}}} = \dfrac{m}{M} = \dfrac{{40}}{{64 + 32 + 16.4}} = 0,25\,mol$

PTHH: Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu

Xét tỉ lệ: $\dfrac{{{n_{F{\text{e}}}}}}{1} = \dfrac{{0,2}}{1} = 0,2$ và  $\dfrac{{{n_{CuS{O_4}}}}}{1} = \dfrac{{0,25}}{1} = 0,25$

Vì 0,2 < 0,25 => Fe phản ứng hết, CuSO₄ dư

=> tính khối lượng Cu theo Fe

PTHH:  Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu

             1mol                                1mol

             0,2 mol           →             0,2 mol

=> khối lượng Cu thu được sau phản ứng là: m_Cu = 0,2.64 = 12,8 gam

Số mol Fe là: ${n_{F{\text{e}}}} = \dfrac{{22,4}}{{56}} = 0,4\,mol$ 

Số mol H₂SO₄ là:  ${n_{{H_2}S{O_4}}} = \dfrac{m}{M} = \dfrac{{24,5}}{{2 + 32 + 16.4}} = 0,25\,mol$

PTHH: Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂

Xét tỉ lệ: $\dfrac{{{n_{F{\text{e}}}}}}{1} = \dfrac{{0,4}}{1} = 0,4$ và  $\dfrac{{{n_{{H_2}S{O_4}}}}}{1} = \dfrac{{0,25}}{1} = 0,25$

Vì 0,25 < 0,4 => Fe dư, H₂SO₄ phản ứng hết

=> tính số mol H₂ theo H₂SO₄

PTHH:  Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂

                      1mol                       1mol

                    0,25 mol      →         0,25 mol

=> Thể tích khí H₂ thu được ở đktc là: V = 22,4.n = 22,4.0,25 = 5,6 lít

Số mol Zn là: ${n_{Zn}} = \dfrac{{26}}{{65}} = 0,4\,mol$ 

Số mol H₂SO₄ là:  ${n_{{H_2}S{O_4}}} = \dfrac{{49}}{{98}} = 0,5\,mol$

PTHH: Zn + H₂SO₄ → ZnSO₄ + H₂

Xét tỉ lệ: $\dfrac{{{n_{Zn}}}}{1} = \dfrac{{0,4}}{1} = 0,4$ và  $\dfrac{{{n_{{H_2}S{O_4}}}}}{1} = \dfrac{{0,5}}{1} = 0,5$

Vì 0,4 < 0,5 => Zn phản ứng hết, H₂SO₄ dư

=> phản ứng tính theo Zn

PTHH:  Zn  +  H₂SO₄  →  ZnSO₄  +  H₂  

             1mol                      1mol

            0,4mol        →        0,4mol

=> Khối lượng muối ZnSO₄ thu được là:  ${m_{Zn{\text{S}}{O_4}}} = 0,4.161 = 64,4\,gam$

Số mol Cu là:  ${n_{Cu}} = \dfrac{{3,2}}{{64}} = 0,05\,mol$

Số mol O₂ là:  ${n_{{O_2}}} = \dfrac{{0,8}}{{32}} = 0,025\,mol$

PTHH:  2Cu + O₂ → 2CuO

Xét tỉ lệ: $\dfrac{{{n_{Cu}}}}{2} = \dfrac{{0,05}}{2} = 0,025$ và  $\dfrac{{{n_{{O_2}}}}}{1} = \dfrac{{0,025}}{1} = 0,025$

Vì tỉ lệ $\dfrac{{{n_{Cu}}}}{2} = \dfrac{{{n_{{O_2}}}}}{1}$  => phản ứng vừa đủ => tính theo Cu hoặc O₂ đều được

PTHH:  2Cu + O₂ → 2CuO

              2mol              2mol

             0,05mol   →   0,05mol

=> khối lượng CuO thu được là: m_CuO = 0,05.80 = 4 gam

Cách 2: Vì các chất đều phản ứng vừa đủ => áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có:

${m_{CuO}} = {m_{Cu}} + {m_{{O_2}}} = 3,2 + 0,8 = 4\,gam$

Số mol Mg là:  ${n_{Mg}} = \dfrac{{2,4}}{{24}} = 0,1(mol)$

PTHH:  Mg   +   2HCl    →    MgCl₂    +  H₂

Xét tỉ lệ: $\dfrac{{{n_{Mg}}}}{1} = \dfrac{{0,1}}{1} = 0,1$ và  $\dfrac{{{n_{HCl}}}}{2} = \dfrac{{0,3}}{2} = 0,15$

Vì 0,1 < 0,15 => Mg phản ứng hết, HCl dư

=> phản ứng tính theo Mg

$ = > {V_{{H_2}}} = 0,1.22,4 = 2,24(l)$

PTHH:  $2NaOH + {H_2}S{O_4} \to N{a_2}S{O_4} + 2{H_2}O$

Xét tỉ lệ: $\frac{{{n_{NaOH}}}}{2} = \frac{{0,2}}{2} = 0,1$ và  $\frac{{{n_{{H_2}S{O_4}}}}}{1} = \frac{{0,2}}{1} = 0,2$

Vì 0,1 < 0,2 => NaOH phản ứng hết, H₂SO₄ còn dư

 => phản ứng tính theo NaOH

PTHH:     $2NaOH + {H_2}S{O_4} \to N{a_2}S{O_4} + 2{H_2}O$

Tỉ lệ PT:      2                       1                      1

Ban đầu:      0,2                  0,2                    0                       (mol)

Phản ứng     0,2                   0,1                0,1                      (mol) 

Sau pư:         0                   0,1                     0,1                     (mol)

dung dich A có:  $\left\{ \begin{gathered}N{a_2}S{O_4}:0,1(mol) \hfill \\{H_2}S{O_4}du:0,1(mol) \hfill \\ \end{gathered} \right.$

=> tổng khối lượng chất tan trong A là: 14,2 + 9,8 = 24 gam

PTHH:  $2NaOH + CuC{l_2} \to Cu{(OH)_2} \downarrow  + 2NaCl$

Xét tỉ lệ: $\frac{{{n_{NaOH}}}}{2} = \frac{{0,1}}{2} = 0,05$ và  $\frac{{{n_{CuC{l_2}}}}}{1} = \frac{{0,04}}{1} = 0,04$

Vì 0,05 > 0,04 => NaOH dư, CuCl₂ phản ứng hết

=> tính số mol kết tủa theo CuCl₂

PTHH:         $2NaOH + CuC{l_2} \to Cu{(OH)_2} \downarrow  + 2NaCl$

Tỉ lệ PT:                              1mol              1mol

Pư:                                       0,04        →   0,04 mol

$\Rightarrow {m_{Cu{{(OH)}_2}}} = 0,04.98 = 3,92\,gam$

Số mol Al₂O₃ là:   ${n_{A{l_2}{O_3}}} = \dfrac{{15,3}}{{102}} = 0,15\,mol$

Số mol H₂SO₄ là:   ${n_{{H_2}S{O_4}}} = \dfrac{{39,2}}{{98}} = 0,4\,mol$

PTHH: Al₂O₃ + 3H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 3H₂O

Xét tỉ lệ:    $\dfrac{{{n_{A{l_2}{O_3}}}}}{1} = \dfrac{{0,15}}{1} = 0,15$  và    $\dfrac{{{n_{{H_2}S{O_4}}}}}{3} = \dfrac{{0,4}}{3} = 0,133$

Vì 0,133 < 0,15 => Al₂O₃ dư, H₂SO₄ phản ứng hết

=> tính số mol Al₂(SO₄)₃ theo H₂SO₄

PTHH:   Al₂O₃ + 3H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 3H₂O

Tỉ lệ PT:               3mol           1mol

Phản ứng:            0,4mol  →  $\dfrac{{0,4}}{3}$ mol

=> Khối lượng Al₂(SO₄)₃ thu được là:   $\dfrac{{0,4}}{3}.342 = 45,6\,gam$

Số mol AlCl₃ là:   ${n_{AlC{l_3}}} = \frac{{16,02}}{{133,5}} = 0,12\,mol$

Vì đầu bài cho số mol của chất tham gia và số mol của sản phẩm => tính toán theo số mol sản phẩm

PTHH:     2Al  +  3Cl₂ $\xrightarrow{{{t^o}}}$  2AlCl₃

Tỉ lệ PT:               3 mol             2 mol

Phản ứng:            0,18 mol  ←  0,12 mol

=> số mol khí Cl₂ phản ứng là 0,18 mol

Vì đầu bài cho số mol của chất tham gia và số mol của sản phẩm => tính toán theo số mol sản phẩm

Số mol khí H₂ là:   ${n_{{H_2}}} = \frac{4}{2} = 2\,mol$

PTHH:        Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂

Tỉ lệ PT:              2mol                   1mol

Phản ứng:            4mol      ←          2mol

=> Khối lượng HCl đã phản ứng là: m_HCl = 4.36,5 = 146 gam

n_Fe = 5,6 : 56 = 0,1 (mol)

                                Fe + 2HCl \( \to\)  FeCl₂ + H₂

Theo phương trình  1       2                             (mol)

Theo đề bài:            0,1    0,15                         (mol)

Ta thấy :                  \(\dfrac{{0,1}}{1} > \dfrac{{0,15}}{2}\). Do vậy HCl là chất phản ứng hết, Fe là chất còn dư.