Đáp án:
Giải thích các bước giải:
$1/$
Thí nghiệm 1 :
Ta có :
$n_{Mg} = \dfrac{2,16}{24} = 0,09(mol)$
$Mg + H_2SO_4 → MgSO_4 + H_2$
Theo PTHH :
$n_{H_2} = n_{Mg} = 0,09(mol)$
Sau phản ứng :
$m_{dung\ dịch}=m_{Mg}+m_{dd\ H_2SO_4}-m_{H_2}=2,16+100-0,09.2$
$= 101,98(gam)$
Thí nghiệm 2 :
$n_{Al} = \dfrac{2,16}{27} = 0,08(mol)$
$2Al + 3H_2SO_4 → Al_2(SO_4)_3 + 3H_2$
Theo PTHH :
$n_{H_2} = \dfrac{3}{2}n_{Al} = 0,12(mol)$
Sau phản ứng :
$m_{dung\ dịch} =m_{Al} + m_{dd\ H_2SO_4} - m_{H_2}$
$= 2,16 + 100 - 0,12.2 = 101,92(gam)$
Ta thấy : Khối lượng dung dịch sau phản ứng ở thí nghiệm 1 nhiều hơn ở thí nghiệm 2
Do đó : Thăng bằng bị lênh về bên cốc A
$2/$
Thí nghiệm 1 : $Mg$ dư
Gọi $n_{H_2SO_4} = a(mol)$
Theo PTHH :
$n_{Mg(pư)} = n_{H_2}= n_{H_2SO_4} = a(mol)$
có : $n_{Mg} > n_{H_2SO_4}$(vì $Mg$ dư)
$⇔ 0,09 > a$
Sau phản ứng :
$m_{dung\ dịch} = m_{Mg(pư)} + m_{dd\ H_2SO_4} - m_{H_2}$
$= 24a + 100 - 2a = 22a + 100$
Vì $a < 0,09$ nên :
$m_{dung\ dịch} = 22a + 100 < 22.0,09 + 100 = 101,98 (1)$
Thí nghiệm 2 : $Al$ dư
$n_{H_2SO_4} = 3b(mol)$
Theo PTHH , ta có :
$n_{Al} = \dfrac{2}{3}n_{H_2SO_4} = 2b(mol)$
$n_{H_2}= n_{H_2SO_4} = 3b(mol)$
Sau phản ứng :
$m_{dung\ dịch} = m_{Al} + m_{dd\ H_2SO_4} - m_{H_2}$
$= 2b.27 + 100 - 3b.2 = 48b + 100(gam)$
có : $\dfrac{3}{2}n_{Al} > n_{H_2SO_4}$ ( Vì $Al$ dư)
$⇔ 0,08.\dfrac{3}{2} > 3b$
$⇔ 0,04 > b$
Suy ra :
$m_{dung\ dịch} = 48b + 100 < 48.0,04 + 100 = 101,92(2)$
Từ (1) và (2) suy ra : Thăng bằng bị lệnh về cốc $A$
