Giải bài 6.31 trang 56 Sách bài tập Hóa 10 Nâng cao

Giải bài 6.31 trang 56 Sách bài tập Hóa 10 Nâng cao. Mỗi thí nghiệm được tiến hành với những khối lượng Zn bằng nhau và 50 cm3 dung dịch H2SO4 2M. Phương trình hóa học của phản ứng.

Bài 6.31 trang 56 SBT Hóa Học 10 Nâng cao

Mỗi thí nghiệm được tiến hành với những khối lượng Zn bằng nhau và 50 cm³ dung dịch H₂SO₄ 2M. Phương trình hóa học của phản ứng:

\(Zn + {H_2}SO_4 \to \,\,ZnS{O_4} + {H_2} \uparrow \)

Khí hiđro thu được trong mỗi thí nghiệm được ghi lại theo những khoảng cách thời gian nhất định cho đến khi phản ứng kết thúc, được biểu diễn bằng đồ thị sau:

Bảng dưới đây cho biết các điều kiện của mỗi thí nghiệm:

1. Dưới đây là một số dụng cụ chính được dùng trong thí nghiệm, ngoài ra còn có ống dẫn khí bằng thủy tinh, ống cao su,… Hãy vẽ sơ đồ thiết bị điều chế hiđro.

2. Dụng cụ nào nói trên có thể dùng để lấy 50 cm³ dung dịch axit sunfuric?

3. Trong phòng thí nghiệm không có cân hóa chất, làm thế nào có được những lá kẽm nhỏ với khối lượng bằng nhau để làm thí nghiệm.

4. Rút ra được những kết luận nào khi so sánh kết quả của:

a) Thí nghiệm 1 và thí nghiệm 3?

b) Thí nghiệm 2 và thí nghiệm 3?

5. Hãy quan sát đồ thị để cho biết đường cong a, b, c biểu thị cho những thí nghiệm nào. Giải thích.

6. Ghi thể tích khí hiđro (trên trục tung) khi phản ứng kết thúc. Biết rằng ở điều kiện phòng thí nghiệm, 1 mol khí có thể tích 24 lít và kẽm còn dư sau các thí nghiệm.

Giải

1. Sơ đồ thiết bị điều chế hiđro:

2. Dùng ống đong có dung tích 100 cm³.

3. Cắt những lá kẽm nhỏ có diện tích (kích thước) bằng nhau từ một lá kẽm.

4. So sánh kết quả:

a) Khí được giải phóng ở thí nghiệm 1 nhanh hơn ở thí nghiệm 3, vì diện tích tiếp xúc của Zn với HCl ở thí nghiệm 1 lớn hơn, trong khi đó nhiệt độ dung dịch H₂SO₄ là như nhau.

b) Khí hiđro được giải phóng ở thí nghiệm 3 nhanh hơn ở thí nghiệm 2, vì nhiệt độ ở dung dịch H₂SO₄ ở thí nghiệm 3 cao hơn, trong khi đó diện tích tiếp xúc giữa kẽm và axit là như nhau.

5. Đồ thị biểu diễn các phản ứng:

Đường cong c biểu thị cho thí nghiệm 1, phản ứng xảy ra là nhanh nhất, ứng với đường cong có độ dốc lớn nhất.

Đường cong b biểu thị cho thí nghiệm 3, phản ứng xảy ra trung bình, ứng với đường cong có độ dốc trung bình.

Đường cong a biểu thị cho thí nghiệm 2, phản ứng xảy ra là chậm nhất, ứng với đường cong có độ dốc nhỏ nhất.

6. Sau các thí nghiệm trên, kẽm còn dư. Như vậy thể tích khí H₂ thu dược phụ thuộc vào lượng H₂SO₄ tham gia phản ứng:

\({n_{{H_2}}} = {n_{{H_2}S{O_4}}} = {{2 \times 50} \over {1000}} = 0,1\,\,\left( {mol} \right)\)

Thể tích khí H₂ thu được trong điều kiện thí nghiệm:

\({V_{{H_2}}} = 24 \times 0,1 = 2,4\,\,\left( l \right)\) hoặc 2400 cm³

Ta ghi số 2400 (cm³) trên trục y, nơi giao điểm giữa trục y và đường nằm ngang kéo dài của 3 đường cong.