Câu 9. Cho m gam hỗn hợp X gồm Fe và Cu.. Chia hỗn hợp X thành 2 phân bǎng nhau. Phần 1: cho tác dụng với dung dịch H_(2)SO_(4) loãng, dư thu được 1,2395 L khí (đkc) Phần 2: cho tác dụng vừa đủ với V lit dung dịch H_(2)SO_(4) đặc, nguội (98% ,D=1,84g/ml) thu được 4,56136 L khí SO_(2) (sản phẩm khử duy nhất, đkc). Tìm giá trị của m và V.

Để giải quyết bài toán này, chúng ta cần xác định lượng khí \( SO_2 \) được sinh ra từ cả hai phần của hỗn hợp X và sử dụng thông tin đó để tìm giá trị của m và V.<br /><br />**Phần 1:**<br /><br />Khi cho phần 1 của hỗn hợp X tác dụng với \( H_2SO_4 \) loãng, dư, chỉ có Fe phản ứng với axit sulfuric để tạo ra khí \( H_2 \):<br /><br />\[ Fe + H_2SO_4 \rightarrow FeSO_4 + H_2 \]<br /><br />Từ 1,2395 L khí \( H_2 \) (đkc), ta có thể tính được số mol của \( H_2 \):<br /><br />\[ n_{H_2} = \frac{1,2395}{22,4} = 0,055 \text{ mol} \]<br /><br />Do mỗi mol Fe tạo ra 1 mol \( H_2 \), số mol Fe trong phần 1 là 0,055 mol.<br /><br />**Phần 2:**<br /><br />Khi cho phần 2 của hỗn hợp X tác dụng với \( H_2SO_4 \) đặc, nguội, cả Fe và Cu đều phản ứng với axit sulfuric. Tuy nhiên, do \( H_2SO_4 \) đặc có khả năng oxy hóa \( H_2 \) thành \( SO_2 \), khí \( SO_2 \) sẽ được sinh ra:<br /><br />\[ Cu + 2H_2SO_4 \rightarrow CuSO_4 + SO_2 + 2H_2O \]<br />\[ Fe + H_2SO_4 \rightarrow FeSO_4 + H_2 \]<br /><br />Từ 4,56136 L khí \( SO_2 \) (đkc), ta có thể tính được số mol của \( SO_2 \):<br /><br />\[ n_{SO_2} = \frac{4,56136}{22,4} = 0,204 \text{ mol} \]<br /><br />Vì mỗi mol Cu tạo ra 1 mol \( SO_2 \), số mol Cu trong phần 2 là 0,204 mol.<br /><br />**Tính tổng số mol của Fe và Cu:**<br /><br />Số mol Fe trong cả hai phần là \( 2 \times 0,055 = 0,11 \) mol.<br />Số mol Cu trong phần 2 là 0,204 mol.<br /><br />**Tính khối lượng của hỗn hợp X:**<br /><br />Khối lượng mol của Fe là 55,845 g/mol và khối lượng mol của Cu là 63,546 g/mol.<br /><br />Khối lượng của Fe:<br /><br />\[ m_{Fe} = 0,11 \times 55,845 = 6,132 g \]<br /><br />Khối lượng của Cu:<br /><br />\[ m_{Cu} = 0,204 \times 63,546 = 12,96 g \]<br /><br />Tổng khối lượng của hỗn hợp X:<br /><br />\[ m = m_{Fe} + m_{Cu} = 6,132 + 12,96 = 19,092 g \]<br /><br />**Tính thể tích dung dịch \( H_2SO_4 \) đặc cần dùng:**<br /><br />Dung dịch \( H_2SO_4 \) đặc có mật độ \( D = 1,84 g/ml \), do đó khối lượng mol của \( H_2SO_4 \) trong dung dịch là:<br /><br />\[ M = D \times 98\% = 1,84 \times 0,98 = 1,8112 g/ml \]<br /><br />Số mol \( H_2SO_4 \) cần dùng:<br /><br />\[ n_{H_2SO_4} = \frac{m_{H_2SO_4}}{M} = \frac{19,092}{1,8112} = 10,55 \text{ mol} \]<br /><br />Thể tích dung dịch \( H_2SO_4 \) đặc cần dùng:<br /><br />\[ V = \frac{n_{H_2SO_4}}{c} = \frac{10,55}{18,4} = 0,573 \text{ L} \]<br /><br />**Kết luận:**<br /><br />- Khối lượng của hỗn hợp X là \( m = 19,092 g \).<br />- Thể tích dung dịch \( H_2SO_4 \) đặc cần dùng là \( V = 0,573 L \).