Chào các em, hôm nay chúng ta sẽ cùng nhau giải một bài tập Hóa học khá thú vị về phản ứng của kim loại nhôm với dung dịch axit. Các em hãy mở Sách giáo khoa trang… (hoặc ghi nhớ kiến thức đã học) để chúng ta bắt đầu nhé!

Đề bài cho chúng ta biết:
– Hòa tan hoàn toàn m gam Al vào một dung dịch axit.
– Dung dịch axit này gồm HCl 0,6M và H2SO4 0,3M. Lượng axit này là vừa đủ.
– Sau phản ứng, khối lượng phần dung dịch tăng (m – 0,108) gam so với ban đầu.
– Yêu cầu tìm giá trị V (thể tích dung dịch).

Các em lưu ý, “khối lượng phần dung dịch tăng” có ý nghĩa gì? Khi kim loại tan vào dung dịch, nó sẽ tạo thành muối và khí hydro. Khối lượng dung dịch tăng lên chính là khối lượng kim loại đã phản ứng trừ đi khối lượng khí thoát ra khỏi dung dịch.

Bây giờ, chúng ta sẽ đi vào các bước giải chi tiết:

Bước 1: Viết phương trình phản ứng hóa học.

Nhôm (Al) là một kim loại có tính khử mạnh, nó sẽ phản ứng với axit HCl và H2SO4.

Với HCl:
2Al + 6HCl -> 2AlCl3 + 3H2

Với H2SO4:
2Al + 3H2SO4 -> Al2(SO4)3 + 3H2

Bước 2: Phân tích đề bài và xác định thông tin quan trọng.

– “Hòa tan hoàn toàn m gam Al”: Nghĩa là toàn bộ khối lượng Al đã tham gia phản ứng.
– “Lượng vừa đủ V mL dung dịch gồm HCl 0,6M và H2SO4 0,3M”: Điều này cho chúng ta biết rằng axit không còn dư sau phản ứng, và chúng ta có nồng độ mol của hai axit.
– “Khối lượng phần dung dịch tăng (m – 0,108) gam so với ban đầu”: Đây là mấu chốt để giải bài toán.

Bước 3: Biểu diễn khối lượng dung dịch tăng theo phương trình phản ứng.

Gọi số mol Al phản ứng là n(Al).
Theo phương trình phản ứng, ta thấy:
– Số mol khí H2 thoát ra là: n(H2) = (3/2) * n(Al)

Khối lượng dung dịch tăng lên được tính bằng:
Khối lượng dung dịch tăng = Khối lượng Al phản ứng – Khối lượng H2 thoát ra
Khối lượng dung dịch tăng = m – m(H2)

Mà khối lượng khí H2 thoát ra là: m(H2) = n(H2) M(H2) = (3/2) n(Al) 2 = 3 n(Al)

Thay vào biểu thức khối lượng dung dịch tăng:
Khối lượng dung dịch tăng = m – 3 * n(Al)

Theo đề bài, khối lượng dung dịch tăng là (m – 0,108) gam.
Vậy, ta có phương trình:
m – 3 * n(Al) = m – 0,108

Từ đây, ta suy ra:
3 * n(Al) = 0,108

Bước 4: Tính số mol của Al.

n(Al) = 0,108 / 3 = 0,036 mol

Suy ra, khối lượng của Al là:
m = n(Al) M(Al) = 0,036 27 = 0,972 gam

Bước 5: Tính tổng số mol H+ trong dung dịch axit.

Ta biết Al phản ứng với H+ theo phương trình:
2Al + 6H+ -> 2Al3+ + 3H2

Từ phương trình này, ta thấy tỉ lệ mol là 1 mol Al phản ứng với 3 mol H+.
Vì vậy, tổng số mol H+ đã phản ứng là:
n(H+) = 3 n(Al) = 3 0,036 = 0,108 mol

Bước 6: Tính tổng số mol H+ có trong dung dịch ban đầu.

Dung dịch có HCl 0,6M và H2SO4 0,3M.
Trong HCl, 1 mol HCl phân li cho 1 mol H+.
Trong H2SO4, 1 mol H2SO4 phân li cho 2 mol H+.

Gọi số mol HCl trong V mL dung dịch là n(HCl).
Gọi số mol H2SO4 trong V mL dung dịch là n(H2SO4).

Ta có:
n(HCl) = 0,6 * (V/1000)
n(H2SO4) = 0,3 * (V/1000)

Tổng số mol H+ trong dung dịch là:
n(H+) = n(HCl) + 2 * n(H2SO4)
n(H+) = 0,6 (V/1000) + 2 (0,3 * (V/1000))
n(H+) = 0,6 (V/1000) + 0,6 (V/1000)
n(H+) = 1,2 * (V/1000)

Bước 7: Tìm giá trị V.

Chúng ta đã tính được tổng số mol H+ đã phản ứng là 0,108 mol (từ Bước 5).
Và ta cũng đã biểu diễn tổng số mol H+ trong dung dịch ban đầu theo V (từ Bước 6).
Vì axit phản ứng vừa đủ nên số mol H+ đã phản ứng chính là tổng số mol H+ có trong dung dịch ban đầu.

Ta có phương trình:
1,2 * (V/1000) = 0,108

Giải phương trình để tìm V:
V/1000 = 0,108 / 1,2
V/1000 = 0,09

V = 0,09 * 1000
V = 90 mL

Vậy, giá trị V là 90 mL.

Chúc mừng các em đã hoàn thành bài tập! Các em nhớ ôn lại các bước và cách phân tích đề để có thể tự tin giải quyết những bài toán tương tự nhé. Nếu có thắc mắc gì, đừng ngần ngại hỏi thầy.