Khối lượng Al có trong hỗn hợp ban đầu xấp xỉ 2,71 gam.

• (a)
  • Dựa vào bảng nhiệt tạo thành: ΔH∘≈−2043 kJ\Delta H^\circ \approx -2043\,\text{kJ}ΔH∘≈−2043kJ.
  • Dựa vào năng lượng liên kết: ΔH∘≈−1558 kJ\Delta H^\circ \approx -1558\,\text{kJ}ΔH∘≈−1558kJ.
• (b) Sự khác biệt (khoảng $485\text{kJ}$) là do năng lượng liên kết là giá trị trung bình ước tính không tính hết các hiệu ứng đặc trưng của cấu trúc phân tử và tương tác nội năng, trong khi nhiệt tạo thành chuẩn là số liệu thực nghiệm chính xác hơn

a) 

8 FeS+42 HNO3  →  8 Fe(NO3)3+9 N2O+8 H2SO4+13 H2O .\boxed{8\,\text{FeS} + 42\,\text{HNO}_3 \;\rightarrow\; 8\,\text{Fe(NO}_3)_3 + 9\,\text{N}_2\text{O} + 8\,\text{H}_2\text{SO}_4 + 13\,\text{H}_2\text{O}\,.}8FeS+42HNO3​→8Fe(NO3​)3​+9N2​O+8H2​SO4​+13H2​O.​

b) 

2 NaCrO2+3 Br2+8 NaOH  →  2 Na2CrO4+6 NaBr+4 H2O .\boxed{2\,\text{NaCrO}_2 + 3\,\text{Br}_2 + 8\,\text{NaOH} \;\rightarrow\; 2\,\text{Na}_2\text{CrO}_4 + 6\,\text{NaBr} + 4\,\text{H}_2\text{O}\,.}2NaCrO2​+3Br2​+8NaOH→2Na2​CrO4​+6NaBr+4H2​O.​

c) 

Fe+4 HNO3  →  Fe(NO3)3+NO+2 H2O .\boxed{\text{Fe} + 4\,\text{HNO}_3 \;\rightarrow\; \text{Fe(NO}_3)_3 + \text{NO} + 2\,\text{H}_2\text{O}\,.}Fe+4HNO3​→Fe(NO3​)3​+NO+2H2​O.​

d) 

4 Mg+10 HNO3  →  4 Mg(NO3)2+NH4NO3+3 H2O .\boxed{4\,\text{Mg} + 10\,\text{HNO}_3 \;\rightarrow\; 4\,\text{Mg(NO}_3)_2 + \text{NH}_4\text{NO}_3 + 3\,\text{H}_2\text{O}\,.}4Mg+10HNO3​→4Mg(NO3​)2​+NH4​NO3​+3H2​O.​

a) Viết phương trình nhiệt hóa học

Các đơn chất ở trạng thái bền nhất là:

• $\text{Al}(s)$ (kim loại ở dạng rắn)
• O2(g)\text{O}_2(g)O2​(g) (khí, dưới điều kiện tiêu chuẩn)

Phương trình tạo thành Al2O3\text{Al}_2\text{O}_3Al2​O3​ theo định nghĩa nhiệt tạo thành chuẩn của nó (cho 1 mol Al2O3\text{Al}_2\text{O}_3Al2​O3​) là:

2 Al(s)+32 O2(g)→Al2O3(s)ΔH=−1676 kJ\boxed{2\,\text{Al}(s) + \tfrac{3}{2}\,\text{O}_2(g) \rightarrow \text{Al}_2\text{O}_3(s) \quad \Delta H = -1676\, \text{kJ}}2Al(s)+23​O2​(g)→Al2​O3​(s)ΔH=−1676kJ​

Nếu muốn viết phương trình với hệ số nguyên, ta có thể nhân với 2:

4 Al(s)+3 O2(g)→2 Al2O3(s)ΔH=−3352 kJ\boxed{4\,\text{Al}(s) + 3\,\text{O}_2(g) \rightarrow 2\,\text{Al}_2\text{O}_3(s) \quad \Delta H = -3352\, \text{kJ}}4Al(s)+3O2​(g)→2Al2​O3​(s)ΔH=−3352kJ​

b) Tính lượng nhiệt phản ứng khi dùng $7,437\text{L}$ khí O2\text{O}_2O2​ (đktc)

- Tính số mol O2\text{O}_2O2​

• Ở điều kiện tiêu chuẩn, 1 mol khí chiếm thể tích $22,4\text{L}$.
• Số mol O2\text{O}_2O2​:n(O2)=7,437 L22,4 L/mol≈0,332 moln(\text{O}_2) = \frac{7,437\,\text{L}}{22,4\,\text{L/mol}} \approx 0,332\, \text{mol}n(O2​)=22,4L/mol7,437L​≈0,332mol

- Xác định mối quan hệ giữa O2\text{O}_2O2​ và Al2O3\text{Al}_2\text{O}_3Al2​O3​
Theo phương trình:

2 Al+32 O2→Al2O32\,\text{Al} + \tfrac{3}{2}\,\text{O}_2 \rightarrow \text{Al}_2\text{O}_32Al+23​O2​→Al2​O3​

• 32 mol O2\tfrac{3}{2}\,\text{mol} \, \text{O}_223​molO2​ tạo thành 1 mol Al2O3\text{Al}_2\text{O}_3Al2​O3​.
• Vậy số mol Al2O3\text{Al}_2\text{O}_3Al2​O3​ tạo ra là:n(Al2O3)=n(O2)3/2=n(O2)×23≈0,332×23≈0,221 moln(\text{Al}_2\text{O}_3) = \frac{n(\text{O}_2)}{3/2} = n(\text{O}_2) \times \frac{2}{3} \approx 0,332 \times \frac{2}{3} \approx 0,221\, \text{mol}n(Al2​O3​)=3/2n(O2​)​=n(O2​)×32​≈0,332×32​≈0,221mol

- Tính lượng nhiệt phản ứng
Biến thiên enthalpy theo phản ứng tạo thành Al2O3\text{Al}_2\text{O}_3Al2​O3​ là $-1676\text{kJ/mol}$.
Do đó, lượng nhiệt tỏa ra (vì phản ứng tỏa nhiệt) khi tạo ra $0,221\text{mol}$ Al2O3\text{Al}_2\text{O}_3Al2​O3​ là:

$$\Delta H=0,221\text{mol}\times (-1676\text{kJ/mol})\approx -370\text{kJ}$$

Kết luận

a) Phương trình nhiệt hóa học tạo thành Al2O3\text{Al}_2\text{O}_3Al2​O3​ từ các đơn chất bền nhất là:

2 Al(s)+32 O2(g)→Al2O3(s)(ΔH=−1676 kJ)\boxed{2\,\text{Al}(s) + \tfrac{3}{2}\,\text{O}_2(g) \rightarrow \text{Al}_2\text{O}_3(s) \quad (\Delta H = -1676\, \text{kJ})}2Al(s)+23​O2​(g)→Al2​O3​(s)(ΔH=−1676kJ)​

hoặc với hệ số nguyên:

4 Al(s)+3 O2(g)→2 Al2O3(s)(ΔH=−3352 kJ)\boxed{4\,\text{Al}(s) + 3\,\text{O}_2(g) \rightarrow 2\,\text{Al}_2\text{O}_3(s) \quad (\Delta H = -3352\, \text{kJ})}4Al(s)+3O2​(g)→2Al2​O3​(s)(ΔH=−3352kJ)​

b) Khi dùng $7,437\text{L}$ O2\text{O}_2O2​ (đktc), lượng nhiệt phản ứng tỏa ra xấp xỉ $-370\text{kJ}$ (tỏa nhiệt).

a) Ở nơi đông người, không gian kín

• Giảm oxy và tăng CO₂:
  Trong không gian kín với đông người, mọi người đều hít vào oxy và thở ra CO₂. Khi số người nhiều, lượng oxy trong không khí nhanh chóng bị tiêu thụ và nồng độ CO₂ tăng lên. Điều này dẫn đến việc không khí có áp suất riêng phần của oxy thấp hơn so với không khí ngoài trời.

• Kích thích trung tâm hô hấp:
  Khi nồng độ oxy giảm và CO₂ tăng, các cơ quan cảm nhận (các thể chekin cảm ứng ở động mạch và trung tâm hô hấp trong não) sẽ kích thích hệ thống hô hấp để bù đắp cho sự thiếu hụt oxy. Điều này dẫn đến cảm giác khó thở và thở nhanh hơn.

• Tác động nhiệt độ:
  Sự tập trung đông người còn làm tăng nhiệt độ trong không gian kín, góp phần làm giảm khả năng trao đổi khí giữa không khí bên trong và bên ngoài, làm trầm trọng thêm tình trạng thiếu oxy.

b) Tàn đóm đỏ bùng lên khi cho vào bình oxygen nguyên chất

• Tăng hàm lượng oxy:
  Trong không khí thông thường, nồng độ oxy khoảng 21%. Khi đưa tàn đóm vào bình chứa oxygen nguyên chất, nồng độ oxy tăng lên gần 100%. Điều này làm cho môi trường oxi hóa trở nên rất phong phú.

• Tăng tốc độ phản ứng cháy:
  Tàn đóm chủ yếu chứa cacbon và các chất hữu cơ đang cháy. Trong điều kiện có oxy dồi dào, phản ứng oxi hóa (đốt cháy) diễn ra nhanh hơn và mạnh mẽ hơn. Sự oxi hóa nhanh chóng tạo ra nhiệt lượng lớn, khiến tàn đóm nóng lên rất cao.

• Phát sáng rực rỡ:
  Do nhiệt độ tăng cao, các hạt than trong tàn đóm đạt đến mức nhiệt độ đủ để phát sáng mạnh (hiện tượng phát sáng do bức xạ nhiệt – incandescence). Vì vậy, tàn đóm không chỉ cháy mạnh mà còn bùng lên với màu đỏ rực, thể hiện sự tăng cường của phản ứng cháy trong môi trường oxygen nguyên chất.

Như vậy,

• Ở nơi đông người trong không gian kín, do sự tiêu thụ oxy và tích tụ CO₂ (cùng với nhiệt độ tăng), gây ra hiện tượng thiếu oxy, dẫn đến khó thở và thở nhanh hơn.
• Khi tàn đóm được đặt trong môi trường oxygen nguyên chất, phản ứng cháy diễn ra rất mạnh, giải phóng nhiều nhiệt và ánh sáng, khiến tàn đóm bùng lên với màu đỏ rực.

a. Tính số gam Fe (m)

- Tính số mol SO₂ sản sinh:

Ở điều kiện tiêu chuẩn (đktc), thể tích 1 mol khí = 22,4 L.
Với 3,36 L SO₂ thu được:

n(SO2)=3,36 L22,4 L/mol=0,15 moln(\text{SO}_2) = \frac{3,36\text{ L}}{22,4\text{ L/mol}} = 0,15\text{ mol}n(SO2​)=22,4 L/mol3,36 L​=0,15 mol

- Tính số mol và khối lượng Fe:

Theo phản ứng, 1 mol Fe tạo ra 1 mol SO₂ nên:

$$n(\text{Fe})=0,15\text{ mol}$$

Khối lượng mol của Fe ≈ 55,85 g/mol nên:

$$m(\text{Fe})=0,15\text{ mol}\times 55,85\text{ g/mol}\approx 8,38\text{ g}$$

b. Tính khối lượng muối FeSO₄ thu được

Từ phản ứng, số mol FeSO₄ tạo ra cũng là 0,15 mol. Khối lượng mol của FeSO₄ được tính như sau:

• Fe: 55,85 g/mol
• S: 32,06 g/mol
• O₄: $4\times 16,00=64,00$ g/mol

M(FeSO4)=55,85+32,06+64,00≈151,91 g/molM(\text{FeSO}_4) = 55,85 + 32,06 + 64,00 \approx 151,91\text{ g/mol}M(FeSO4​)=55,85+32,06+64,00≈151,91 g/mol

Khối lượng muối thu được là:

m(FeSO4)=0,15 mol×151,91 g/mol≈22,79 gm(\text{FeSO}_4) = 0,15\text{ mol} \times 151,91\text{ g/mol} \approx 22,79\text{ g}m(FeSO4​)=0,15 mol×151,91 g/mol≈22,79 g

Kết luận

• (a) Khối lượng Fe tham gia phản ứng: khoảng 8,38 g.
• (b) Khối lượng muối FeSO₄ thu được: khoảng 22,8 g.

• Cân bằng phản ứng NH₃ với O₂:

  4NH3+5O2→4NO+6H2O\boxed{4\text{NH}_3 + 5O_2 \rightarrow 4NO + 6H_2O}4NH3​+5O2​→4NO+6H2​O​

• Cân bằng phản ứng Cu với HNO₃:

  3Cu+8HNO3→3Cu(NO3)2+2NO+4H2O\boxed{3\text{Cu} + 8HNO_3 \rightarrow 3Cu(NO_3)_2 + 2NO + 4H_2O}3Cu+8HNO3​→3Cu(NO3​)2​+2NO+4H2​O​

• Cân bằng phản ứng Mg với HNO₃:

  4Mg+10HNO3→4Mg(NO3)2+NH4NO3+3H2O\boxed{4\text{Mg} + 10HNO_3 \rightarrow 4Mg(NO_3)_2 + NH_4NO_3 + 3H_2O}4Mg+10HNO3​→4Mg(NO3​)2​+NH4​NO3​+3H2​O​

• Cân bằng phản ứng Zn với H₂SO₄:

  4Zn+10H2SO4→4ZnSO4+H2S+4H2O\boxed{4\text{Zn} + 10H_2SO_4 \rightarrow 4ZnSO_4 + H_2S + 4H_2O}4Zn+10H2​SO4​→4ZnSO4​+H2​S+4H2​O​

Phần (a): Cân bằng phương trình hóa học

Cho phản ứng ban đầu:

CaC2O4+KMnO4+H2SO4→CaSO4+K2SO4+MnSO4+CO2↑+H2O\text{CaC}_2\text{O}_4 + \text{KMnO}_4 + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{CaSO}_4 + \text{K}_2\text{SO}_4 + \text{MnSO}_4 + \text{CO}_2 \uparrow + \text{H}_2\text{O}CaC2​O4​+KMnO4​+H2​SO4​→CaSO4​+K2​SO4​+MnSO4​+CO2​↑+H2​O

- Xét phản ứng redox của ion oxalate (C2O42−\text{C}_2\text{O}_4^{2-}C2​O42−​) với permanganat (MnO4−\text{MnO}_4^{-}MnO4−​) trong môi trường acid

• Phản ứng oxi hóa của oxalate:C2O42−→2 CO2+2e−\text{C}_2\text{O}_4^{2-} \rightarrow 2\,\text{CO}_2 + 2e^-C2​O42−​→2CO2​+2e−
• Phản ứng khử của permanganat:MnO4−+8H++5e−→Mn2++4H2O\text{MnO}_4^- + 8H^+ + 5e^- \rightarrow \text{Mn}^{2+} + 4H_2OMnO4−​+8H++5e−→Mn2++4H2​O

Để khớp số electron, ta nhân phản ứng oxi hóa với 5 và phản ứng khử với 2:

5 C2O42−→10 CO2+10e−2 MnO4−+16H++10e−→2 Mn2++8H2O\begin{array}{rcl} 5\,\text{C}_2\text{O}_4^{2-} &\rightarrow& 10\,\text{CO}_2 + 10e^- \\ 2\,\text{MnO}_4^- + 16H^+ + 10e^- &\rightarrow& 2\,\text{Mn}^{2+} + 8H_2O \end{array}5C2​O42−​2MnO4−​+16H++10e−​→→​10CO2​+10e−2Mn2++8H2​O​

Cộng lại ta có:

5 C2O42−+2 MnO4−+16H+→10 CO2+2 Mn2++8H2O5\,\text{C}_2\text{O}_4^{2-} + 2\,\text{MnO}_4^- + 16H^+ \rightarrow 10\,\text{CO}_2 + 2\,\text{Mn}^{2+} + 8H_2O5C2​O42−​+2MnO4−​+16H+→10CO2​+2Mn2++8H2​O

- Áp dụng vào các chất ban đầu

• Mỗi phân tử CaC2O4\text{CaC}_2\text{O}_4CaC2​O4​ cung cấp 1 ion C2O42−\text{C}_2\text{O}_4^{2-}C2​O42−​ và 1 ion Ca2+\text{Ca}^{2+}Ca2+. Sau phản ứng oxi hóa, ion Ca2+\text{Ca}^{2+}Ca2+ được kết hợp với sulfate (từ H2SO4\text{H}_2\text{SO}_4H2​SO4​) tạo thành CaSO4\text{CaSO}_4CaSO4​.
• Ion Mn2+\text{Mn}^{2+}Mn2+ thu được kết hợp với sulfate tạo thành MnSO4\text{MnSO}_4MnSO4​.
• Ion K+K^+K+ từ KMnO4\text{KMnO}_4KMnO4​ kết hợp với sulfate tạo thành K2SO4\text{K}_2\text{SO}_4K2​SO4​.

Dựa vào phản ứng redox ta có tỉ lệ:

• 5 CaC2O45\,\text{CaC}_2\text{O}_45CaC2​O4​ (tương ứng với 5 C2O42−5\,\text{C}_2\text{O}_4^{2-}5C2​O42−​) phản ứng với 2 KMnO42\,\text{KMnO}_42KMnO4​.
• Để cân bằng 16H+16H^+16H+ ta dùng 8 H2SO48\,\text{H}_2\text{SO}_48H2​SO4​ (vì mỗi phân tử H2SO4\text{H}_2\text{SO}_4H2​SO4​ cung cấp 2H⁺).
• Các sulfate từ 8 H2SO48\,\text{H}_2\text{SO}_48H2​SO4​ (8 sulfate) được phân bổ như sau:
  • $5$ sulfate cho 5 CaSO45\,\text{CaSO}_45CaSO4​
  • $2$ sulfate cho 2 MnSO42\,\text{MnSO}_42MnSO4​
  • $1$ sulfate cho 1 K2SO41\,\text{K}_2\text{SO}_41K2​SO4​

Vậy phương trình cân bằng là:

5 CaC2O4+2 KMnO4+8 H2SO4→5 CaSO4+K2SO4+2 MnSO4+10 CO2+8 H2O\boxed{ 5\, \text{CaC}_2\text{O}_4 + 2\, \text{KMnO}_4 + 8\, \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow 5\, \text{CaSO}_4 + \text{K}_2\text{SO}_4 + 2\, \text{MnSO}_4 + 10\, \text{CO}_2 + 8\, \text{H}_2\text{O} }5CaC2​O4​+2KMnO4​+8H2​SO4​→5CaSO4​+K2​SO4​+2MnSO4​+10CO2​+8H2​O​

Kiểm tra nhanh số nguyên tử:

• Ca: $5\to 5$
• C: $5\times 2=10\to 10$ (trong 10 CO210\,CO_210CO2​)
• Mn: $2\to 2$
• K: $2\to 2$
• S: $8\to 5+2+1=8$
• H: $8\times 2=16\to 8\times 2=16$
• O: Cân bằng theo từng nhóm (xem chi tiết ở phần tính toán ban đầu)

Phần (b): Tính nồng độ ion Ca²⁺ trong máu

Thông tin bài ra:

• Từ $1\text{mL}$ máu, ta kết tủa được calcium oxalate (CaC2O4\text{CaC}_2\text{O}_4CaC2​O4​).
• Cho phản ứng với dung dịch KMnO₄ có thể dùng hết $2,05\text{mL}$ dung dịch có nồng độ 4,88×10−4 M4,88 \times 10^{-4}\,\text{M}4,88×10−4M.

- Tính số mol KMnO₄ đã dùng

Chuyển đổi thể tích:

VKMnO4=2,05 mL=2,05×10−3 LV_{\text{KMnO}_4} = 2,05\,\text{mL} = 2,05 \times 10^{-3}\,\text{L}VKMnO4​​=2,05mL=2,05×10−3L

Số mol:

n(KMnO4)=M×V=4,88×10−4 mol/L×2,05×10−3 L≈1,00×10−6 moln(\text{KMnO}_4) = M \times V = 4,88 \times 10^{-4}\,\text{mol/L} \times 2,05 \times 10^{-3}\,\text{L} \approx 1,00 \times 10^{-6}\,\text{mol}n(KMnO4​)=M×V=4,88×10−4mol/L×2,05×10−3L≈1,00×10−6mol

- Dựa vào phương trình cân bằng

Tỉ lệ theo phản ứng cân bằng:

5 CaC2O4:2 KMnO45\, \text{CaC}_2\text{O}_4 : 2\, \text{KMnO}_45CaC2​O4​:2KMnO4​

Vậy số mol CaC2O4\text{CaC}_2\text{O}_4CaC2​O4​:

n(CaC2O4)=52 n(KMnO4)=52×1,00×10−6=2,50×10−6 moln(\text{CaC}_2\text{O}_4) = \frac{5}{2}\, n(\text{KMnO}_4) = \frac{5}{2} \times 1,00 \times 10^{-6} = 2,50 \times 10^{-6}\,\text{mol}n(CaC2​O4​)=25​n(KMnO4​)=25​×1,00×10−6=2,50×10−6mol

Mỗi phân tử calcium oxalate chứa 1 mol Ca2+Ca^{2+}Ca2+ nên:

n(Ca2+)=2,50×10−6 moln(Ca^{2+}) = 2,50 \times 10^{-6}\,\text{mol}n(Ca2+)=2,50×10−6mol

- Tính khối lượng Ca2+Ca^{2+}Ca2+ trong 1 mL máu

Khối lượng mol của Ca2+Ca^{2+}Ca2+ (canxi) khoảng $40,08\text{g/mol}$:

m(Ca2+)=n×M=2,50×10−6 mol×40,08 g/mol≈1,00×10−4 gm(Ca^{2+}) = n \times M = 2,50 \times 10^{-6}\,\text{mol} \times 40,08\,\text{g/mol} \approx 1,00 \times 10^{-4}\,\text{g}m(Ca2+)=n×M=2,50×10−6mol×40,08g/mol≈1,00×10−4g

Chuyển đổi sang mg:

1,00×10−4 g=0,100 mg1,00 \times 10^{-4}\,\text{g} = 0,100\,\text{mg}1,00×10−4g=0,100mg

- Quy đổi ra nồng độ theo 

$100\text{mL}$ máu

Nếu $1\text{mL}$ máu chứa $0,100\text{mg}$ Ca2+Ca^{2+}Ca2+, thì $100\text{mL}$ sẽ chứa:

$$0,100\text{mg/mL}\times 100\text{mL}=10,0\text{mg}$$

Kết luận

• (a) Phương trình cân bằng là:

  5 CaC2O4+2 KMnO4+8 H2SO4→5 CaSO4+K2SO4+2 MnSO4+10 CO2+8 H2O\boxed{ 5\, \text{CaC}_2\text{O}_4 + 2\, \text{KMnO}_4 + 8\, \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow 5\, \text{CaSO}_4 + \text{K}_2\text{SO}_4 + 2\, \text{MnSO}_4 + 10\, \text{CO}_2 + 8\, \text{H}_2\text{O} }5CaC2​O4​+2KMnO4​+8H2​SO4​→5CaSO4​+K2​SO4​+2MnSO4​+10CO2​+8H2​O​

• (b) Nồng độ ion Ca2+Ca^{2+}Ca2+ trong máu là khoảng 10,0 mg Ca2+/100 mL10,0\,\text{mg Ca}^{2+}/100\,\text{mL}10,0mg Ca2+/100mL máu.

Để tính biến thiên enthalpy của quá trình hòa tan:

CaCl2(s)→Ca2+(aq)+2 Cl−(aq)\text{CaCl}_2(s) \rightarrow \text{Ca}^{2+}(aq) + 2\,\text{Cl}^-(aq)CaCl2​(s)→Ca2+(aq)+2Cl−(aq)

áp dụng công thức:

ΔrH∘=∑ΔfH∘(sản phẩm)−∑ΔfH∘(phản ứng)\Delta_r H^\circ = \sum \Delta_f H^\circ (\text{sản phẩm}) - \sum \Delta_f H^\circ (\text{phản ứng})Δr​H∘=∑Δf​H∘(sản phẩm)−∑Δf​H∘(phản ứng)

- Xác định enthalpy tạo thành của các chất

• ΔfH∘(CaCl2(s))=−795,0 kJ/mol\Delta_f H^\circ (\text{CaCl}_2(s)) = -795,0\, \text{kJ/mol}Δf​H∘(CaCl2​(s))=−795,0kJ/mol
• ΔfH∘(Ca2+(aq))=−542,83 kJ/mol\Delta_f H^\circ (\text{Ca}^{2+}(aq)) = -542,83\, \text{kJ/mol}Δf​H∘(Ca2+(aq))=−542,83kJ/mol
• ΔfH∘(Cl−(aq))=−167,16 kJ/mol\Delta_f H^\circ (\text{Cl}^-(aq)) = -167,16\, \text{kJ/mol}Δf​H∘(Cl−(aq))=−167,16kJ/mol

- Tính tổng enthalpy của sản phẩm

ΔfH∘(Ca2+(aq))+2×ΔfH∘(Cl−(aq))=−542,83+2(−167,16)\Delta_f H^\circ (\text{Ca}^{2+}(aq)) + 2 \times \Delta_f H^\circ (\text{Cl}^-(aq)) = -542,83 + 2(-167,16)Δf​H∘(Ca2+(aq))+2×Δf​H∘(Cl−(aq))=−542,83+2(−167,16)$$=-542,83-334,32=-877,15\text{kJ/mol}$$

- Tính biến thiên enthalpy của phản ứng

ΔrH∘=(−877,15)−(−795,0)=−877,15+795,0=−82,15 kJ/mol\Delta_r H^\circ = (-877,15) - (-795,0) = -877,15 + 795,0 = -82,15\, \text{kJ/mol}Δr​H∘=(−877,15)−(−795,0)=−877,15+795,0=−82,15kJ/mol

Kết luận:

Biến thiên enthalpy của quá trình hòa tan CaCl2(s)\text{CaCl}_2(s)CaCl2​(s) trong nước là:

ΔrH∘=−82,15 kJ/mol\Delta_r H^\circ = -82,15\, \text{kJ/mol}Δr​H∘=−82,15kJ/mol

Phản ứng này tỏa nhiệt (quá trình tỏa nhiệt) vì giá trị ΔrH∘\Delta_r H^\circΔr​H∘ âm.

Phản ứng (a):

Fe+HNO3→Fe(NO3)3+NO+H2O\text{Fe} + \text{HNO}_3 \rightarrow \text{Fe(NO}_3)_3 + \text{NO} + \text{H}_2\text{O}Fe+HNO3​→Fe(NO3​)3​+NO+H2​O

- Xác định số oxi hóa

• Fe (0) → Fe³⁺ (+3) (bị oxi hóa)
• N trong HNO₃ (+5) → N trong NO (+2) (bị khử)

- Viết quá trình oxi hóa và khử

• Quá trình oxi hóa:Fe0→Fe3++3e−\text{Fe}^0 \rightarrow \text{Fe}^{3+} + 3e^-Fe0→Fe3++3e−
• Quá trình khử:N5++3e−→N2+\text{N}^{5+} + 3e^- \rightarrow \text{N}^{2+}N5++3e−→N2+

- Cân bằng số electron trao đổi

Số electron mất = số electron nhận, nên tỉ lệ phản ứng là 1 Fe : 1 NO₃⁻.

- Cân bằng phương trình tổng quát

Fe+4HNO3→Fe(NO3)3+NO+2H2O\text{Fe} + 4\text{HNO}_3 \rightarrow \text{Fe(NO}_3)_3 + \text{NO} + 2\text{H}_2\text{O}Fe+4HNO3​→Fe(NO3​)3​+NO+2H2​O

Phản ứng (b):

KMnO4+FeSO4+H2SO4→Fe2(SO4)3+MnSO4+K2SO4+H2O\text{KMnO}_4 + \text{FeSO}_4 + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{Fe}_2(\text{SO}_4)_3 + \text{MnSO}_4 + \text{K}_2\text{SO}_4 + \text{H}_2\text{O}KMnO4​+FeSO4​+H2​SO4​→Fe2​(SO4​)3​+MnSO4​+K2​SO4​+H2​O

-  Xác định số oxi hóa

• Mn trong KMnO₄ (+7) → Mn trong MnSO₄ (+2) (bị khử)
• Fe trong FeSO₄ (+2) → Fe trong Fe₂(SO₄)₃ (+3) (bị oxi hóa)

-  Viết quá trình oxi hóa và khử

• Quá trình oxi hóa:Fe2+→Fe3++1e−\text{Fe}^{2+} \rightarrow \text{Fe}^{3+} + 1e^-Fe2+→Fe3++1e−
• Quá trình khử:Mn7++5e−→Mn2+\text{Mn}^{7+} + 5e^- \rightarrow \text{Mn}^{2+}Mn7++5e−→Mn2+

- Cân bằng số electron trao đổi

• Cần 5 Fe²⁺ để cung cấp 5 electron cho Mn⁷⁺.
• Tỉ lệ phản ứng: 5 Fe²⁺ : 1 MnO₄⁻.

- Cân bằng phương trình tổng quát

KMnO4+5FeSO4+3H2SO4→Fe2(SO4)3+MnSO4+K2SO4+3H2O\text{KMnO}_4 + 5\text{FeSO}_4 + 3\text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{Fe}_2(\text{SO}_4)_3 + \text{MnSO}_4 + \text{K}_2\text{SO}_4 + 3\text{H}_2\text{O}KMnO4​+5FeSO4​+3H2​SO4​→Fe2​(SO4​)3​+MnSO4​+K2​SO4​+3H2​O