Khi cho cùng một lượng aluminium (Al) vào cốc đựng dung dịch acid HCl 0,1M, tốc độ phản ứng sẽ lớn nhất khi dùng nhôm ở dạng nào sau đây?

Đặt số mol của Fe, Zn, Al trong 24,48 gam hỗn hợp X lần lượt là a, b, c
\[Ta{\rm{ }}c\'o {\rm{ }}56a + 65b + 27c = 24,48{\rm{ }}\left( 1 \right)\]
Ta có phương trình hóa học

$\begin{array}{l}Fe+2HCl\to FeC{l}_2+H_2\\ aa\end{array}$

$\begin{array}{l}Zn+2HCl\to ZnC{l}_2+H_2\\ bb\end{array}$

$\begin{array}{l}2Al+6HCl\to 2AlC{l}_3+3H_2\\ \text{c \hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}}1,5c\end{array}$

Có 0,24 mol X tác dụng vừa đủ với 0,33 mol khí Cl2 nung nóng
⇒ Số mol Cl2 cần để phản ứng hết với hỗn hợp X gấp 1,375 lần số mol hỗn hợp X
  Ta có:
$\begin{array}{l}2\mathrm{Fe}+3{\mathrm{Cl}}_2\stackrel{}{\to }2{\mathrm{FeCl}}_3\\ \mathrm{a}1,5\mathrm{a}\end{array}$

$\begin{array}{l}\mathrm{Zn}+{\mathrm{Cl}}_2\stackrel{}{\to }{\mathrm{ZnCl}}_2\\ \mathrm{bb}\end{array}$

$\begin{array}{l}2\mathrm{Al}+3{\mathrm{Cl}}_2\stackrel{}{\to }2{\mathrm{AlCl}}_3\\ \mathrm{c}1,5\mathrm{c}\end{array}$

\[ \Rightarrow {\rm{ }}{n_{C{l_2}}} = 1,5a + b + 1,5c = 1,375\left( {a + b + c} \right){\rm{ }}\left( 3 \right)\]
Từ (1), (2), (3):

a = 0,24 ⇒ mFe = 13,44 gam.

b = 0,12 ⇒ mZn = 7,8 gam.

c = 0,12 ⇒ mAl = 3,24 gam.

Đặt 2 phản ứng trên tương đương với 1 phản ứng là:

\[\begin{array}{l}C{l_2} + {\rm{ }}2\overline M Br{\rm{ }} \to {\rm{ }}B{r_2} + {\rm{ }}2\overline M Cl\\x\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,2x\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,x\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,2x\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,(mol)\end{array}\]

Theo bài ra, khối lượng muối giảm 4,45 gam nên:

2x.80 – 2x.35,5 = 4,45 ⇒ x = 0,05 (mol).

Vậy số mol chlorine đã phản ứng là: 0,05 mol.