Thầy/cô rất vui được hướng dẫn các em giải bài tập hóa học này. Đây là một dạng bài rất hay và giúp chúng ta củng cố kiến thức về phương trình hóa học, tính toán theo mol và nồng độ phần trăm. Mặc dù đề bài yêu cầu chúng ta chỉ làm câu (c), nhưng để có thể giải được câu (c) một cách chính xác, chúng ta cần phải thực hiện các bước tính toán trung gian từ câu (a) và (b) trước. Hãy cùng bắt đầu nhé!

Đầu tiên, chúng ta hãy cân bằng phương trình hóa học mà đề bài đã cho:

\[
\text{2Al} + \text{3H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{Al}_2(\text{SO}_4)_3 + \text{3H}_2
\]

(Chúng ta sẽ dùng các nguyên tử khối gần đúng cho học sinh lớp 8: Al = 27; H = 1; S = 32; O = 16)

Bước 1: Tính số mol khí H₂ thu được.

Đề bài cho thể tích khí H₂ thu được là 3,7185 lít ở điều kiện chuẩn (đkc). Ở điều kiện chuẩn (thường là 25°C, 1 bar), 1 mol khí chiếm thể tích 24,79 lít.

Số mol khí H₂ là:

\[
n_{\text{H}_2} = \frac{V_{\text{H}_2}}{24.79} = \frac{3.7185}{24.79} = 0.15 \text{ mol}
\]

Bước 2: Tính khối lượng các chất đã phản ứng và sản phẩm tạo thành dựa vào số mol H₂.

Theo phương trình hóa học đã cân bằng, tỉ lệ số mol giữa các chất là:

\(
\text{2Al} : \text{3H}_2\text{SO}_4 : \text{1Al}_2(\text{SO}_4)_3 : \text{3H}_2
\)

* a) Khối lượng Al đã tham gia phản ứng:

Từ số mol H₂, ta suy ra số mol Al đã phản ứng:

\(
n_{\text{Al}} = n_{\text{H}_2} \times \frac{2}{3} = 0.15 \times \frac{2}{3} = 0.1 \text{ mol}
\)

Khối lượng Al đã tham gia phản ứng là:

\(
m_{\text{Al}} = n_{\text{Al}} \times M_{\text{Al}} = 0.1 \times 27 = 2.7 \text{ gam}
\)

* b) Khối lượng axit H₂SO₄ đã phản ứng:

Từ số mol H₂, ta suy ra số mol H₂SO₄ đã phản ứng:

\(
n_{\text{H}_2\text{SO}_4} = n_{\text{H}_2} \times \frac{3}{3} = n_{\text{H}_2} = 0.15 \text{ mol}
\)

Khối lượng mol của H₂SO₄ là \(M_{\text{H}_2\text{SO}_4} = 2 \times 1 + 32 + 4 \times 16 = 98 \text{ g/mol}\).

Khối lượng H₂SO₄ đã phản ứng là:

\(
m_{\text{H}_2\text{SO}_4} = n_{\text{H}_2\text{SO}_4} \times M_{\text{H}_2\text{SO}_4} = 0.15 \times 98 = 14.7 \text{ gam}
\)

* Khối lượng chất tan Al₂(SO₄)₃ tạo thành: (Đây là thông tin cần thiết cho câu c)

Từ số mol H₂, ta suy ra số mol Al₂(SO₄)₃ tạo thành:

\(
n_{\text{Al}_2(\text{SO}_4)_3} = n_{\text{H}_2} \times \frac{1}{3} = 0.15 \times \frac{1}{3} = 0.05 \text{ mol}
\)

Khối lượng mol của Al₂(SO₄)₃ là \(M_{\text{Al}_2(\text{SO}_4)_3} = 2 \times 27 + 3 \times (32 + 4 \times 16) = 54 + 3 \times 96 = 54 + 288 = 342 \text{ g/mol}\).

Khối lượng Al₂(SO₄)₃ tạo thành là:

\(
m_{\text{Al}_2(\text{SO}_4)_3} = n_{\text{Al}_2(\text{SO}_4)_3} \times M_{\text{Al}_2(\text{SO}_4)_3} = 0.05 \times 342 = 17.1 \text{ gam}
\)

* Khối lượng khí H₂ thoát ra:

\(
m_{\text{H}_2} = n_{\text{H}_2} \times M_{\text{H}_2} = 0.15 \times 2 = 0.3 \text{ gam}
\)

Bước 3: Giải câu c) Tính C% của dung dịch sau phản ứng.

Để tính nồng độ phần trăm (C%) của dung dịch sau phản ứng, chúng ta cần biết:

1. Khối lượng chất tan (đã tính ở trên là \(m_{\text{Al}_2(\text{SO}_4)_3} = 17.1 \text{ gam}\)).
2. Khối lượng dung dịch sau phản ứng.

Công thức tính khối lượng dung dịch sau phản ứng là:

\(
m_{\text{dung dịch sau}} = m_{\text{Al ban đầu}} + m_{\text{dung dịch H}_2\text{SO}_4\text{ ban đầu}} – m_{\text{H}_2\text{ thoát ra}}
\)

Chúng ta đã có:

* \(m_{\text{Al ban đầu}} = 2.7 \text{ gam}\) (do toàn bộ Al đã phản ứng).
* \(m_{\text{H}_2\text{ thoát ra}} = 0.3 \text{ gam}\).

Tuy nhiên, đề bài chưa cung cấp thông tin về khối lượng dung dịch H₂SO₄ ban đầu. Đề bài chỉ cho biết khối lượng H₂SO₄ “đã phản ứng” (là 14.7 gam), đây là khối lượng chất tan H₂SO₄, chứ không phải khối lượng của toàn bộ dung dịch H₂SO₄ loãng ban đầu. Một dung dịch loãng sẽ bao gồm chất tan H₂SO₄ và nước.

Vì vậy, với các dữ kiện đã cho, chúng ta không thể tính được khối lượng dung dịch H₂SO₄ ban đầu và do đó, không thể tính được nồng độ phần trăm C% của dung dịch sau phản ứng một cách cụ thể bằng số.

Để có thể tính được C%, đề bài cần cung cấp thêm một trong các thông tin sau:

* Khối lượng dung dịch H₂SO₄ ban đầu.
* Nồng độ phần trăm của dung dịch H₂SO₄ ban đầu (từ đó có thể suy ra khối lượng dung dịch ban đầu nếu biết khối lượng chất tan H₂SO₄).
* Hoặc một thông tin khác cho phép xác định khối lượng dung dịch H₂SO₄ ban đầu.

Nếu đề bài có đủ thông tin, thì C% sẽ được tính theo công thức:

\[
C\%_{\text{Al}_2(\text{SO}_4)_3} = \frac{m_{\text{Al}_2(\text{SO}_4)_3}}{m_{\text{dung dịch sau}}} \times 100\%
\]

Trong đó: \(m_{\text{Al}_2(\text{SO}_4)_3} = 17.1 \text{ gam}\) và \(m_{\text{dung dịch sau}}\) sẽ được tính bằng cách lấy khối lượng Al ban đầu cộng với khối lượng dung dịch H₂SO₄ ban đầu (có nước) rồi trừ đi khối lượng khí H₂ bay hơi.

Hy vọng phần giải thích này giúp các em hiểu rõ vấn đề và biết cách xử lý khi gặp các dạng bài thiếu dữ kiện nhé! Chúc các em học tốt!