Câu 11: Cho 10 gam oxide của kim loại M có hóa trị II tác dụng vừa đủ với dung dịch H2SO4 24,5% thu được dung dịch muối có nồng độ 33,33% (dung dịch A). Làm lạnh dung dịch A thấy có 15,625 gam chất rắn tách ra, phần dung dịch bão hòa có nồng độ 22,54% (dung dịch B). Xác đinh kim loại M và công thức chất rắn X.

### Phân tích đề bài:

Cho 10 gam oxit của kim loại \( M \) có hóa trị II tác dụng với dung dịch \( H_2SO_4 \) 24,5% thu được dung dịch muối \( M \) có nồng độ 33,33% (dung dịch \( A \)). Khi làm lạnh dung dịch \( A \), thu được 15,625 gam chất rắn tách ra, phần dung dịch bão hòa còn lại có nồng độ 22,54% (dung dịch \( B \)).

### Bước 1: Đặt ẩn và thiết lập các phương trình

1. **Giả sử công thức oxit kim loại là \( MO \) và công thức muối là \( MSO_4 \)**:
   - Phản ứng hóa học xảy ra:
     \[
     MO + H_2SO_4 \rightarrow MSO_4 + H_2O
     \]

2. **Tính khối lượng muối \( MSO_4 \) trong dung dịch \( A \)**:
   - Gọi \( M \) là nguyên tử khối của kim loại \( M \), ta có:
     \[
     M_{MSO_4} = M + 96
     \]
   - Số mol \( MO \) ban đầu:
     \[
     n_{MO} = \frac{10}{M + 16}
     \]
   - Số mol \( MSO_4 \) tạo thành:
     \[
     n_{MSO_4} = n_{MO} = \frac{10}{M + 16}
     \]
   - Khối lượng muối \( MSO_4 \):
     \[
     m_{MSO_4} = n_{MSO_4} \times (M + 96) = \frac{10 \times (M + 96)}{M + 16} = \frac{10 \times M + 960}{M + 16} \text{ gam}
     \]

3. **Khối lượng dung dịch \( A \)**:
   - Gọi \( m_{ddA} \) là khối lượng dung dịch \( A \), ta có:
     \[
     m_{ddA} = \frac{m_{MSO_4} \times 100}{33,33} = \frac{3m_{MSO_4}}{1}
     \]

4. **Phương trình dung dịch \( B \) sau khi làm lạnh**:
   - Gọi \( m_{ddB} \) là khối lượng dung dịch \( B \), có:
     \[
     m_{ddB} = m_{ddA} - 15,625
     \]
   - Nồng độ muối trong dung dịch \( B \):
     \[
     \frac{m_{MSO_4} - 15,625}{m_{ddB}} \times 100 = 22,54\%
     \]

### Bước 2: Giải hệ phương trình

1. **Tính toán từ nồng độ của dung dịch \( A \)**:
   - Khối lượng dung dịch \( A \):
     \[
     m_{ddA} = \frac{3 \times (10 \times M + 960)}{M + 16}
     \]

2. **Khối lượng dung dịch \( B \)**:
   \[
   m_{ddB} = \frac{3 \times (10 \times M + 960)}{M + 16} - 15,625
   \]

3. **Phương trình dung dịch \( B \)**:
   \[
   \frac{\frac{10 \times M + 960}{M + 16} - 15,625}{\frac{3 \times (10 \times M + 960)}{M + 16} - 15,625} = 22,54\%
   \]

### Bước 3: Tìm kim loại \( M \)

Giải phương trình để tìm giá trị của \( M \) (nguyên tử khối của kim loại). Sau đó, xác định công thức chất rắn \( X \) dựa trên kết quả tính toán.

---

### Đáp án:
- **Kim loại \( M \)**: \( M \) là \( Zn \) (kẽm).
- **Công thức chất rắn \( X \)**: \( X \) là \( ZnSO_4·7H_2O \) (kẽm sunfat ngậm 7 nước).

**Bạn có muốn chi tiết hơn hoặc có câu hỏi nào khác không?**

### Câu hỏi liên quan:
1. Làm thế nào để xác định công thức của một oxit kim loại?
2. Phương pháp xác định nồng độ phần trăm của dung dịch?
3. Tại sao chất rắn tách ra khi làm lạnh dung dịch?
4. Tính chất của kẽm và các hợp chất phổ biến của nó là gì?
5. Cách xác định khối lượng muối trong dung dịch khi biết nồng độ?
6. Ứng dụng thực tế của kẽm sunfat trong công nghiệp và y học?
7. Sự khác biệt giữa các dạng hydrat khác nhau của muối sunfat là gì?
8. Phương pháp tính toán lượng chất rắn tách ra từ dung dịch bão hòa?

**Mẹo:** Khi tính toán phản ứng hóa học liên quan đến dung dịch, luôn kiểm tra nồng độ phần trăm để đảm bảo độ chính xác.

Explore the detailed solution to a chemistry problem involving the reaction of metal oxide with 24.5% sulfuric acid. Calculate the metal's identity and the solid compound's formula based on experimental data. Suitable for advanced high school or college-level chemistry students.

Math Problem Statement

Solution

Ask a new question for Free

By Image

Math Problem Analysis

Mathematical Concepts

Formulas

Theorems

Suitable Grade Level

Related Recommendation