Chào các em học sinh yêu quý của cô! Hôm nay, cô trò mình sẽ cùng nhau chinh phục một bài tập Hóa học thú vị về phản ứng của kim loại Magie với axit Clohydric.

Các em hãy mở sách giáo khoa trang… (cô sẽ nhắc lại số trang cụ thể sau), chúng ta sẽ cùng nhau phân tích đề bài và tìm ra lời giải chi tiết nhé.

Bước 1: Phân tích đề bài và tóm tắt dữ kiện

Đề bài cho chúng ta biết:
– Phản ứng giữa kim loại Magie (Mg) và dung dịch Axit Clohydric (HCl) dư.
– Phương trình phản ứng đã cho: Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂
– Thể tích khí Hidro (H₂) thu được sau phản ứng là 2,479 lít.
– Điều kiện nhiệt độ: 25°C.
– Điều kiện áp suất: 1 bar.
– Chúng ta cần tính khối lượng (m) của kim loại Magie đã phản ứng.

Bước 2: Xác định kiến thức cần sử dụng

Để giải bài tập này, chúng ta cần sử dụng các kiến thức sau:
– Mối quan hệ giữa thể tích khí ở điều kiện không tiêu chuẩn với số mol.
– Mối quan hệ giữa số mol chất và khối lượng mol của chất đó.
– Phương trình hóa học và tỉ lệ mol trong phản ứng.

Bước 3: Chuyển đổi điều kiện nhiệt độ và áp suất về điều kiện tiêu chuẩn (nếu cần thiết) hoặc sử dụng phương trình khí lý tưởng.

Trong bài này, đề bài cho thể tích khí Hiđro ở điều kiện nhiệt độ 25°C và áp suất 1 bar, đây là điều kiện không tiêu chuẩn. Tuy nhiên, chúng ta có thể sử dụng phương trình khí lý tưởng để tính số mol khí.

Phương trình khí lý tưởng:
\[ PV = nRT \]
Trong đó:
– P là áp suất (đo bằng Pascal – Pa).
– V là thể tích (đo bằng mét khối – m³).
– n là số mol khí.
– R là hằng số khí lý tưởng, \( R \approx 8,314 \, J/(mol \cdot K) \).
– T là nhiệt độ tuyệt đối (đo bằng Kelvin – K).

Trước hết, chúng ta cần đổi đơn vị:
– Nhiệt độ: T = 25°C + 273,15 = 298,15 K.
– Áp suất: P = 1 bar = 100.000 Pa (vì 1 bar = 10⁵ Pa).
– Thể tích: V = 2,479 lít = 2,479 × 10⁻³ m³ (vì 1 lít = 10⁻³ m³).

Bước 4: Tính số mol khí Hiđro (n H₂)

Áp dụng phương trình khí lý tưởng để tìm số mol khí H₂:
\[ n = \frac{PV}{RT} \]
Thay số vào công thức:
\[ n_{H_2} = \frac{100000 \, Pa \times 2,479 \times 10^{-3} \, m^3}{8,314 \, J/(mol \cdot K) \times 298,15 \, K} \]
\[ n_{H_2} \approx \frac{247,9}{2478,8} \, mol \]
\[ n_{H_2} \approx 0,1 \, mol \]

Bước 5: Dựa vào phương trình hóa học để tìm số mol Magie (n Mg)

Từ phương trình phản ứng: Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂
Chúng ta thấy tỉ lệ mol giữa Mg và H₂ là 1:1.
Điều này có nghĩa là: cứ 1 mol Mg phản ứng sẽ tạo ra 1 mol H₂.
Do đó, số mol Magie đã phản ứng bằng số mol khí Hiđro thu được:
\[ n_{Mg} = n_{H_2} = 0,1 \, mol \]

Bước 6: Tính khối lượng Magie (m Mg)

Để tính khối lượng Magie, chúng ta sử dụng công thức:
\[ m = n \times M \]
Trong đó:
– m là khối lượng (gam).
– n là số mol (mol).
– M là khối lượng mol (g/mol).

Chúng ta cần tra bảng tuần hoàn để biết khối lượng mol của Magie (Mg). Khối lượng mol của Mg là 24 g/mol.

Thay số vào công thức:
\[ m_{Mg} = n_{Mg} \times M_{Mg} \]
\[ m_{Mg} = 0,1 \, mol \times 24 \, g/mol \]
\[ m_{Mg} = 2,4 \, g \]

Vậy, khối lượng của kim loại Magie đã phản ứng là 2,4 gam.

Kết luận:

Qua bài tập này, các em đã được ôn lại cách sử dụng phương trình khí lý tưởng để tính số mol khí ở điều kiện không tiêu chuẩn, và vận dụng mối quan hệ mol trong phương trình hóa học để giải bài toán tìm khối lượng chất.

Nếu có bất kỳ câu hỏi nào, các em đừng ngần ngại hỏi cô nhé! Cô luôn sẵn lòng giúp đỡ các em. Chúc các em học tốt!