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: C
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 áp dụng công thức tính đương lượng gam của kim loại.
Bước 1: Tính áp suất của khí H2 khô.
Áp suất tổng cộng (P_tổng) = Áp suất của H2 (P_H2) + Áp suất hơi nước (P_H2O)
P_H2 = P_tổng - P_H2O = 104,3 kPa - 2,3 kPa = 102 kPa = 102000 Pa
Bước 2: Sử dụng phương trình trạng thái khí lý tưởng để tính số mol H2.
PV = nRT
n = PV / RT
Trong đó:
P = 102000 Pa
V = 209 ml = 0,209 L = 0,000209 m³
R = 8,314 J/(mol.K)
T = 20°C = 293 K
n = (102000 Pa * 0,000209 m³) / (8,314 J/(mol.K) * 293 K) ≈ 0,00876 mol
Bước 3: Tính đương lượng gam của kim loại.
Gọi E là đương lượng gam của kim loại X.
Phương trình phản ứng tổng quát: X + nH+ → Xn+ + n/2 H2
Số mol H2 = (khối lượng X / đương lượng X) * (1/2)
0,00876 = (0,350 / E) * (1/2)
E = 0,350 / (2 * 0,00876) ≈ 20 g/mol
Vậy, đương lượng gam của kim loại X là khoảng 20 g/mol.
