Có hai miếng sắt (hình hộp chữ nhật) kích thước giống hệt nhau, một miếng là khối sắt đặc (A), một miếng sắt có nhiều lỗ nhỏ li ti bên trong và trên bề mặt (B).
29/40
Có hai miếng sắt (hình hộp chữ nhật) kích thước giống hệt nhau, một miếng là khối sắt đặc (A), một miếng sắt có nhiều lỗ nhỏ li ti bên trong và trên bề mặt (B). Thả hai miếng sắt vào hai cốc đựng dung dịch HCl cùng thể tích và nồng độ, theo dõi thể tích khí hydrogen thoát ra theo thời gian. Vẽ đồ thị thể tích khí theo thời gian, được hai đường đồ thị sau: s
Người ta thấy từ phút thứ 4 trở đi, ở cốc hòa tan miếng sắt (A), số mol khí H2 hầu như không thay đổi và bằng khoảng 3,125.10-3 mol. Giả thiết
- Các nguyên tử sắt chiếm khoảng 74% thể tích miếng sắt, còn lại là khe rỗng giữa các nguyên tử sắt.
- Khối lượng riêng của sắt bằng 7,874 g/cm3.
- Diện tích của miếng sắt (A) bằng 0,4 cm2.
- Coi nguyên tử sắt là hình cầu bán kính R với thể tích Vcầu = \[\frac{4}{3}\pi {R^3}\]với π = 3,14 và NA = 6,02.1023.
Phát biểu nào sau đây là đúng?
1. Phương trình hóa học xảy ra: Fe + HCl → FeCl2 + H2.
2. Bề dày của miếng sắt (A) bằng 0,055 (cm).
3. Đường cong số (1) mô tả tốc độ thoát khí từ miếng sắt (A).
4. Đường cong số (2) mô tả tốc độ thoát khí từ miếng sắt (B).
5. Bán kính nguyên tử sắt \[1,28\mathop A\limits^o .\]
Hướng dẫn giải
Đáp án đúng là: 3, 4 và 5
1. Sai. Phương trình hóa học xảy ra: Fe + 2HCl → FeCl2 + H2.
2. Sai. Độ dày miếng sắt A là h cm.
\(\begin{array}{l}{n_{Fe(A)}} = {n_{{H_2}}} = {3,125.10^{ - 3}}mol\\ \Rightarrow {m_{Fe}}_{(A)} = {56.3,125.10^{ - 3}} = 7,874.0,4.h\\ \Rightarrow h \approx 0,056\,cm.\end{array}\)
3. Đúng và 4. Đúngdo: Hai miếng sắt có kích thước giống nhau nhưng A đặc, B đục lỗ nên mA > mB → A tạo ra nhiều H2 hơn nhưng lúc đầu A phản ứng chậm hơn (do B đục lỗ nên diện tích tiếp xúc của B lớn hơn A).
5. Đúng. 1 mol Fe nặng 56 gam và có thể tích \(V = \frac{{56}}{{7,874}} = 7,112\,c{m^3}.\)
⇒ V1 mol nguyên tử = \(\frac{{74}}{{100}}.7,112 = 5,26288\,c{m^3}\)
⇒ V1 nguyên tử = \(\frac{{5,26288}}{{{{6,02.10}^{23}}}} = \frac{4}{3}\pi {R^3} \Rightarrow R = {1,28.10^{ - 8}}cm = 1,28\mathop A\limits^o .\)