Hòa tan hoàn toàn 23,2g hỗn hợp Cu và Fe cần 200ml dung dịch H2SO4 đặc, nóng. Sau phản ứng thuđược dung dịch muối CuSO4, Fe2(SO4)3 và 13,6345 lít khí SO2 (dkc). a) Tính % khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp ban đầu.b) Tính nồng độ mol của

Để giải bài tập này, ta cần áp dụng định luật bảo toàn khối lượng và các phản ứng hóa học giữa các kim loại với axit sulfuric.

a) Tính % khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp ban đầu.

Gọi m_Cu là khối lượng đồng (Cu) trong hỗn hợp, m_Fe là khối lượng sắt (Fe) trong hỗn hợp.

Ta có:
m_Cu + m_Fe = 23,2 g (1)

Khi hòa tan, đồng và sắt sẽ phản ứng với axit sulfuric như sau:

1. Phản ứng của đồng:
Cu + 2H2SO4 → CuSO4 + SO2 + 2H2O

2. Phản ứng của sắt:
2Fe + 6H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O

Từ bài toán, ta biết thu được 13,6345 lít khí SO2 ở điều kiện chuẩn (dkc). Số mol khí SO2 thu được là:
n_SO2 = V / 22,4 = 13,6345 / 22,4 ≈ 0,608 mol.

Số mol SO2 được sinh ra từ phản ứng với Cu và Fe có thể viết như sau:

- Từ Cu: n_SO2_Cu = n_Cu = 0,5 * n_Cu (1 mol Cu tạo 1 mol SO2)
- Từ Fe: n_SO2_Fe = 1,5 * n_Fe (2 mol Fe tạo 3 mol SO2)

Gọi n_Cu là số mol Cu và n_Fe là số mol Fe thì:

0,608 mol = n_Cu + 1,5 * n_Fe (2)

Từ (1) và (2):
1. n_Cu = m_Cu / 63,5
2. n_Fe = m_Fe / 55,8

Thay vào phương trình (2):
0,608 = (m_Cu / 63,5) + 1,5 * (m_Fe / 55,8)

Để giải hệ phương trình (1) và (2), thay m_Fe = 23,2 - m_Cu vào trong phương trình thứ hai và giải. Kết quả sẽ cho ra giá trị cho m_Cu và m_Fe.

b) Tính nồng độ mol của dung dịch H2SO4 đã dùng.

Sau khi tính được m_Cu và m_Fe, ta sẽ tính số mol H2SO4 đã phản ứng.

1. Tính số mol H2SO4:
- Đối với Cu: 2 mol H2SO4 cho 1 mol Cu, do đó số mol H2SO4 từ Cu = 2 * n_Cu.
- Đối với Fe: 6 mol H2SO4 cho 2 mol Fe, do đó số mol H2SO4 từ Fe = 3 * n_Fe.

Tổng số mol H2SO4 là:
n_H2SO4_total = 2 n_Cu + 3 n_Fe

2. Tính nồng độ mol:
Nồng độ mol (C) của dung dịch H2SO4 là:
C = n_H2SO4 / V (lít)

Với V = 200 ml = 0,2 lít, ta có thể thay vào công thức để tính nồng độ mol.

Sau khi thực hiện tính toán, ta sẽ có được đáp số cho câu a) và b).