Chào các em, hôm nay chúng ta sẽ cùng nhau chinh phục một bài toán hóa học thú vị về hỗn hợp kim loại và oxit. Các em hãy mở sách giáo khoa trang … ra nhé.

Bài tập của chúng ta như sau: Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp Mg và MgO vào dung dịch HCl dư thu được 2,479 lít H2 và 19g muối. Giá trị của m là bao nhiêu?

Để giải bài toán này, cô trò mình sẽ đi từng bước một, đảm bảo không bỏ sót bất kỳ chi tiết nào.

Bước 1: Phân tích đề bài và xác định các chất tham gia phản ứng, sản phẩm.

Trong hỗn hợp ban đầu của chúng ta có hai chất: Magie (Mg) và Magie oxit (MgO).
Chất tham gia phản ứng là dung dịch Axit clohidric (HCl), với đề bài cho là HCl dư, nghĩa là HCl sẽ phản ứng hết với cả Mg và MgO.
Sản phẩm thu được là khí Hiđro (H2) và muối. Muối ở đây chính là Magie clorua (MgCl2).

Bước 2: Viết phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra.

Phản ứng của Magie với dung dịch HCl:
Mg + 2HCl → MgCl2 + H2 ↑

Phản ứng của Magie oxit với dung dịch HCl:
MgO + 2HCl → MgCl2 + H2O

Như các em thấy, cả hai chất trong hỗn hợp đều tạo ra Magie clorua (MgCl2). Tuy nhiên, chỉ có Magie (Mg) tạo ra khí Hiđro (H2).

Bước 3: Đổi đơn vị thể tích khí Hiđro sang số mol.

Đề bài cho thể tích khí H2 là 2,479 lít.
Chúng ta cần sử dụng điều kiện tiêu chuẩn (đkc) để đổi ra số mol. Ở điều kiện tiêu chuẩn, 1 mol khí chiếm thể tích 22,4 lít.
Số mol H2 = Thể tích H2 / 22,4
Số mol H2 = 2,479 lít / 22,4 lít/mol
Số mol H2 ≈ 0,11067 mol.
Các em có thể làm tròn ở bước này hoặc giữ nguyên để kết quả cuối cùng chính xác hơn. Cô sẽ giữ nguyên cho các em dễ theo dõi.

Bước 4: Dựa vào phương trình hóa học và số mol khí H2 để tính số mol Mg.

Quan sát phương trình phản ứng đầu tiên: Mg + 2HCl → MgCl2 + H2 ↑
Theo phương trình, tỉ lệ mol giữa Mg và H2 là 1:1.
Điều này có nghĩa là: Số mol Mg = Số mol H2
Vậy, Số mol Mg ≈ 0,11067 mol.

Bước 5: Tính khối lượng của Mg trong hỗn hợp.

Để tính khối lượng của Mg, chúng ta cần sử dụng công thức:
Khối lượng = Số mol × Khối lượng mol
Khối lượng mol của Mg (M_Mg) là 24,3 g/mol.
Khối lượng Mg = Số mol Mg × M_Mg
Khối lượng Mg ≈ 0,11067 mol × 24,3 g/mol
Khối lượng Mg ≈ 2,69 g.

Bước 6: Tính số mol MgCl2 tạo thành từ Mg.

Từ phương trình đầu tiên: Mg + 2HCl → MgCl2 + H2 ↑
Tỉ lệ mol giữa Mg và MgCl2 là 1:1.
Vậy, Số mol MgCl2 (tạo từ Mg) = Số mol Mg ≈ 0,11067 mol.

Bước 7: Tính khối lượng MgCl2 tạo thành từ Mg.

Khối lượng MgCl2 (tạo từ Mg) = Số mol MgCl2 (tạo từ Mg) × Khối lượng mol của MgCl2
Khối lượng mol của MgCl2 (M_MgCl2) = M_Mg + 2 × M_Cl = 24,3 + 2 × 35,5 = 24,3 + 71 = 95,3 g/mol.
Khối lượng MgCl2 (tạo từ Mg) ≈ 0,11067 mol × 95,3 g/mol
Khối lượng MgCl2 (tạo từ Mg) ≈ 10,55 g.

Bước 8: Tính khối lượng MgCl2 tạo thành từ MgO.

Đề bài cho tổng khối lượng muối thu được là 19g. Muối này chính là MgCl2.
Khối lượng MgCl2 (tổng) = Khối lượng MgCl2 (tạo từ Mg) + Khối lượng MgCl2 (tạo từ MgO)
Khối lượng MgCl2 (tạo từ MgO) = Khối lượng MgCl2 (tổng) – Khối lượng MgCl2 (tạo từ Mg)
Khối lượng MgCl2 (tạo từ MgO) = 19g – 10,55g
Khối lượng MgCl2 (tạo từ MgO) ≈ 8,45 g.

Bước 9: Tính số mol MgCl2 tạo thành từ MgO.

Số mol MgCl2 (tạo từ MgO) = Khối lượng MgCl2 (tạo từ MgO) / M_MgCl2
Số mol MgCl2 (tạo từ MgO) ≈ 8,45 g / 95,3 g/mol
Số mol MgCl2 (tạo từ MgO) ≈ 0,08867 mol.

Bước 10: Tính số mol MgO.

Quan sát phương trình phản ứng thứ hai: MgO + 2HCl → MgCl2 + H2O
Theo phương trình, tỉ lệ mol giữa MgO và MgCl2 là 1:1.
Điều này có nghĩa là: Số mol MgO = Số mol MgCl2 (tạo từ MgO)
Vậy, Số mol MgO ≈ 0,08867 mol.

Bước 11: Tính khối lượng của MgO trong hỗn hợp.

Khối lượng MgO = Số mol MgO × Khối lượng mol của MgO
Khối lượng mol của MgO (M_MgO) = M_Mg + M_O = 24,3 + 16 = 40,3 g/mol.
Khối lượng MgO = Số mol MgO × M_MgO
Khối lượng MgO ≈ 0,08867 mol × 40,3 g/mol
Khối lượng MgO ≈ 3,58 g.

Bước 12: Tính tổng khối lượng m của hỗn hợp Mg và MgO.

Khối lượng m = Khối lượng Mg + Khối lượng MgO
m ≈ 2,69 g + 3,58 g
m ≈ 6,27 g.

Vậy, giá trị của m là khoảng 6,27 gam.

Các em thấy đó, bằng cách phân tích từng bước, viết đúng phương trình hóa học và vận dụng các công thức tính toán cơ bản, chúng ta có thể giải quyết bài toán này một cách dễ dàng. Nếu có bất kỳ chỗ nào chưa hiểu, các em đừng ngại hỏi nhé.

Chúc các em học tốt!