Hòa tan hoàn toàn 0,350g kim loại X bằng acid thu được 209 ml khí H2 trong một ống nghiệm úp trên chậu nước ở 20°C và 104,3 kPa. Áp suất hơi nước bão hòa ở nhiệt độ này là 2,3 kPa. Xác định đương lượng gam của kim loại.
Trả lời:
Đáp án đúng: D
Để giải bài toán này, ta cần sử dụng phương trình trạng thái khí lý tưởng để tính số mol khí H2 sinh ra, sau đó từ số mol H2 và khối lượng kim loại X, ta tính được đương lượng gam của kim loại X.
Bước 1: Tính áp suất riêng phần của khí H2
Áp suất tổng cộng (P) = Áp suất của H2 (PH2) + Áp suất hơi nước (PH2O)
PH2 = P - PH2O = 104,3 kPa - 2,3 kPa = 102 kPa = 102000 Pa
Bước 2: Chuyển đổi các đơn vị
Thể tích khí H2: V = 209 ml = 0,209 lít = 0,000209 m3
Nhiệt độ: T = 20°C = 20 + 273,15 = 293,15 K
Bước 3: Sử dụng phương trình trạng thái khí lý tưởng để tính số mol H2
PV = nRT
n = PV / RT = (102000 Pa * 0,000209 m3) / (8,314 J/(mol.K) * 293,15 K) ≈ 0,00875 mol
Bước 4: Tính số mol electron trao đổi
X + nH+ → Xn+ + n/2 H2
Số mol electron trao đổi = nH2 * 2 = 0,00875 mol * 2 = 0,0175 mol
Bước 5: Tính đương lượng gam của kim loại X
Đương lượng gam (E) = Khối lượng kim loại (m) / Số mol electron trao đổi
E = 0,350 g / 0,0175 mol ≈ 20 g/mol
Vậy đương lượng gam của kim loại X là 20g.
