Khử hoàn toàn 24g một hỗn hợp có CuO và FexOy bằng khí H2, thu được 17,6g hai kim loại. Cho toàn bộ 2 kim loại trên vào dung dịch HCl dư, thu được 4,48 lít H2(đktc). Xác định công thức oxit sắt
Hỗn hợp 2 kim loại thu được sau khi khử 2 oxit =17,6 gam gồm :Fe và Cu.pt:Fe+2HCl--->FeCl2+H2, theo pt trên nFe=nH2=0,2 mol=>mFe=11,2 gam=>mCu=17,6-11,2=6,4=>nCu=0,1=>nCuO=nCu=0,1=>mCuO=8 gam=>mFexOy=24-8=16 gam.khối lượng Fe trong oxit=11,2 gam =>mO(FexOy)=4,8 gam.ta có: x:y=11,2/56:4,8:16=2:3=> CTPT của oxit sắt :Fe2O3.
Pt: CuO + H2 --to--> Cu + H2O
....0,1 mol<----------0,1 mol
......FexOy + yH2 --to--> xFe + yH2O
......0,2x0,2x mol<------------0,2 mol
......Fe + 2HCl --> FeCl2 + H2
0,2 mol<---------------------0,2 mol
nH2 = 4,4822,4=0,24,4822,4=0,2 mol
mFe = 0,2 . 56 = 11,2 (g)
mCu = mkim loại - mFe = 17,6 - 11,2 = 6,4 (g)
=> nCu = 6,464=0,16,464=0,1 mol
mCuO = 0,1 . 80 = 8 (g)
=> mFexOy = mhh - mCuO = 24 - 8 = 16 (g)
Ta có: 0,2x.(56x+16y)=160,2x.(56x+16y)=16
⇔11,2+3,2yx=16⇔11,2+3,2yx=16
⇔3,2yx=4,8⇔3,2yx=4,8
⇔4,8x=3,2y⇔4,8x=3,2y
⇔xy=3,24,8=23⇔xy=3,24,8=23
Vậy CTHH của oxit sắt: Fe2O3
Ta có:
mO(trong oxit) = 24 - 17.6 = 6.4 => nO = 0.4 (1)
nH2 = 0.2
2Fe + 2HCl --> FeCl2 + H2
0.4<------------------------0.2
=> nFe = 0.4 (2)
(1) (2) => FeO
Khử hoàn toàn 24(g) hỗn hợp CuO và FexOy bằng H2, thu được 17,6(g) hỗn hợp 2 kim loại. Cho toàn bộ hai kim loại trên phản ứng với dung dịch HCl dư thu được 4,48(l) khí H2 ở đktc. Xác định công thức của oxit sắt.
\(n_{H_2}=\dfrac{4.48}{22.4}=0.2\left(mol\right)\)
\(n_{Fe}=n_{H_2}=0.2\left(mol\right)\)
\(m_{Cu}=m_{hh}-m_{Fe}=17.6-0.2\cdot56=6.4\left(g\right)\)
\(n_{Cu}=\dfrac{6.4}{64}=0.1\left(mol\right)\)
\(\Rightarrow m_{CuO}=0.1\cdot80=8\left(g\right)\)
\(m_{Fe_xO_y}=m_{hh}-m_{CuO}=24-8=16\left(g\right)\)
\(M_{Fe_xO_y}=\dfrac{16}{\dfrac{0.2}{x}}=80x\left(đvc\right)\)
\(\Leftrightarrow56x+16y=80x\)
\(\Leftrightarrow24x=16y\)
\(\Leftrightarrow\dfrac{x}{y}=\dfrac{16}{24}=\dfrac{2}{3}\)
\(CT:Fe_2O_3\)
\(Fe + 2HCl \to FeCl_2 + H_2\\ n_{Fe} = n_{H_2} = \dfrac{4,48}{22,4} = 0,2\ mol\\ \Rightarrow n_{Cu} = \dfrac{17,6-0,2.56}{64} = 0,1\ mol\)
BTNT với Fe,Cu
\(n_{CuO} = n_{Cu} = 0,1\ mol\\ n_{Fe_xO_y} = \dfrac{n_{Fe}}{x} = \dfrac{0,2}{x}mol\)
Suy ra ;
\(0,1.80 + \dfrac{0,2}{x}.(56x+16y) = 24\\ \Rightarrow \dfrac{x}{y} = \dfrac{2}{3}\)
Vậy oxit sắt cần tìm : Fe2O3
Khử hoàn toàn 2,784 gam một oxit kim loại bằng 1,344 lít CO (đktc), sau phản ứng thu được hỗn hợp khí có tỉ khối so với H2 là 20,4. Lấy toàn bộ lượng kim loại thoát ra cho vào dung dịch HCl dư thu được 806,4 ml H2(đktc). Xác định công thức của oxit kim loại đã dùng?
PTHH: AxOy + yCO --to--> xA + yCO2
Có: nCO(dư) + nCO2 = nCO(bd) = \(\dfrac{1,344}{22,4}=0,06\left(mol\right)\)
Mà \(\dfrac{28.n_{CO\left(dư\right)}+44.n_{CO_2}}{n_{CO}+n_{CO_2}}=20,4.2=40,8\)
=> nCO2 = 0,048 (mol)
\(n_{A_xO_y}=\dfrac{2,784}{x.M_A+16y}\left(mol\right)\)
AxOy + yCO --to--> xA + yCO2
=> \(\left\{{}\begin{matrix}n_{CO_2}=\dfrac{2,784y}{x.M_A+16y}=0,048\left(mol\right)\left(1\right)\\n_A=\dfrac{2,784x}{x.M_A+16y}\left(mol\right)\end{matrix}\right.\)
(1) => \(M_A=\dfrac{42y}{x}=>\dfrac{y}{x}=\dfrac{M_A}{42}\) (2)
PTHH: 2A + 2nHCl --> 2ACln + nH2
=> \(n_{H_2}=\dfrac{1,392xn}{x.M_A+16y}=0,036\left(mol\right)\)
=> \(1,392n=0,036.M_A+\dfrac{0,576y}{x}\) (3)
(2)(3) => MA = 28n
Xét n = 1 => L
Xét n = 2 => MA = 56 (Fe) => \(\dfrac{x}{y}=\dfrac{3}{4}\) => CTHH: Fe3O4
Xin cảm ơn mọi người đã đọc câu hỏi này nhưng em đã nghĩ ra đáp án cho bài tập này rồi ạ
Bài 5 Khử hoàn toàn 40 gam hỗn hợp gồm CuO và Fe2O3 ở nhiệt độ cao cần dùng 13,44 lít khí H2 (đktc).
a) Tính thành phần % theo khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp ban đầu.
b,Lấy toàn bộ kim loại sinh ra cho vào dung dịch HCl dư, đến khi phản ứng kết thúc . Tính thể tích khí H2 sinh ra ở đktc.
a)
Gọi số mol CuO, Fe2O3 là a, b (mol)
=> 80a + 160b = 40 (1)
\(n_{H_2}=\dfrac{13,44}{22,4}=0,6\left(mol\right)\)
PTHH: CuO + H2 --to--> Cu + H2O
a--->a--------->a
Fe2O3 + 3H2 --to--> 2Fe + 3H2O
b----->3b---------->2b
=> a + 3b = 0,6 (2)
(1)(2) => a = 0,3 (mol);b = 0,1 (mol)
\(\left\{{}\begin{matrix}\%m_{CuO}=\dfrac{0,3.80}{40}.100\%=60\%\\\%m_{Fe_2O_3}=\dfrac{0,1.160}{40}.100\%=40\%\end{matrix}\right.\)
b) nFe = 2b = 0,2 (mol)
PTHH: Fe + 2HCl --> FeCl2 + H2
0,2------------------->0,2
=> VH2 = 0,2.22,4 = 4,48 (l)
Khử hoàn toàn hỗn hợp gồm CuO và Fe2O3 nặng 14g phải dùng hết 5,04 lít khí H2 (đktc). Khối lượng hỗn hợp kim loại thu được sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn là:
4,05g
6,8g
10,4g
10,04g
Ta có: \(n_{H_2}=\dfrac{5,04}{22,4}=0,225\left(mol\right)\) \(\Rightarrow m_{H_2}=0,225\cdot2=0,45\left(g\right)\)
Bảo toàn nguyên tố: \(n_{H_2}=n_{H_2O}=0,225\left(mol\right)\) \(\Rightarrow m_{H_2O}=0,225\cdot18=4,05\left(g\right)\)
Bảo toàn khối lượng: \(m_{KL}=m_{oxit\:}+m_{H_2}-m_{H_2O}=10,4\left(g\right)\)
Dẫn 1 luồng hơi nước qua than nóng đỏ thì thu được V lít (ở đktc) hỗn hợp khí X gồm CO2, CO, H2, tỉ khối hơi của X so với H2 là 7,8. Toàn bộ V lít hỗn hợp khí X trên khử vừa đủ 24 gam hỗn hợp gồm CuO, Fe2O3 nung nóng thu được rắn Y chỉ có 2 kim loại. Cho toàn bộ Y vào dung dịch HCl dư thấy có 4,48 lít H2 bay ra (ở đktc). Giá trị của V là
A. 6,72.
B. 11,2.
C. 8,96.
D. 13,44.
Khử hoàn toàn hỗn hợp gồm CuO và Fe2O3 nặng 14 gam phải dùng hết 5,04 lít khí H2 (đktc). Viết các
phương trình phản ứng xảy ra và tính: Khối lượng hỗn hợp kim loại thu được.
\(n_{H_2}=\dfrac{5,04}{22,4}=0,225\left(mol\right)\)
PTHH: CuO + H2 → Cu + H2O
Mol: x x x
PTHH: Fe2O3 + 3H2 → 2Fe + 3H2O
Mol: y 3y 2y
Ta có hpt:\(\left\{{}\begin{matrix}80x+160y=14\\x+3y=0,225\end{matrix}\right.\Leftrightarrow\left\{{}\begin{matrix}x=0,075\left(mol\right)\\y=0,05\left(mol\right)\end{matrix}\right.\)
\(m_{hh.kim.loại}=m_{Cu}+m_{Fe}=0,075.64+2.0,05.56=10,4\left(g\right)\)
\(n_{H_2}=\dfrac{5,04}{22,4}=0,225\left(mol\right)\)
PTHH:
\(CuO+H_2\underrightarrow{t^o}Cu+H_2O\\ Fe_2O_3+3H_2\underrightarrow{t^o}2Fe+3H_2O\)
Theo 2 pthh trên: \(n_{H_2O}=n_{H_2}=0,225\left(mol\right)\)
\(\rightarrow m_{H_2O}=0,225.18=4,05\left(g\right)\\ \rightarrow m_{H_2}=0,225.2=0,45\left(g\right)\)
Áp dụng ĐLBTKL, ta có:
\(m_{oxit\left(CuO,Fe_2O_3\right)}+m_{H_2}=m_{\text{kim loại}\left(Cu,Fe\right)}+m_{H_2O}\\ \rightarrow m_{\text{kim loại}\left(Cu,Fe\right)}=14+0,45-4,05=10,4\left(g\right)\)
Cho hơi nước đi qua than nóng đỏ, thu được 4,48 lít hỗn hợp khí X (đktc) gồm CO, CO2 và H2. Cho toàn bộ X phản ứng hoàn toàn với hỗn hợp a mol Fe2O3 và b mol CuO nung nóng, sau phản ứng thu được 25,92 gam hỗn hợp chất rắn Y. Để khử hoàn toàn chất rắn Y thành các kim loại cần (2a + 0,5b) mol H2. Tỉ khối hơi của X so với H2 là
A. 15,50.
B. 7,60.
C. 7,65.
D. 7,75.
Chọn đáp án C
Sơ đồ quá trình phản ứng:
C + H2O → hh X = {H2; CO; CO2} || X + a mol Fe3O4; b mol CuO → 25,92 gam hh Y.
(2a + 0,5b) mol H2 + hh Y → {Fe; Cu} + H2O.
Gọi số mol {CO; H2} trong X là z mol → cần đúng z mol O trong oxit đề → {CO2; H2O}.
→ 160a + 80b = 25,92 + 16z (1). Lại có để chuyển hết (3a + b) mol O trong oxit → {CO2; H2O}
thì cần vừa đủ z + 2a + 0,5b mol hh {CO; H2} → 3a + b = z + 2a + 0,5b ↔ a + 0,5b = z (2).
Từ (1) và (2) ta có z = 0,18 mol. Đến đây có 2 hướng xử lí:
ᴥ cách 1: thường các bạn sẽ tìm mối ràng buộc nữa thì C + H2O → CO + H2 || C + 2H2O → CO2 + 2H2.
Bằng cách gọi số mol C ở các pt lần lượt là x, y mol → 2x + 3y = 0,2 mol
và 2x + 2y = nhh CO + H2 0,18 mol. Giải tìm ra đáp án C. ♣.
Theo hướng này có thể nhanh hơn như sau: nCO2 = 0,2 - z = 0,02 mol.
Thay vào 2 phương trình trên cũng ra kết quả tương tự.
ᴥ cách 2: có thể đi theo hướng sau: hiểu rõ vấn đề + rút gọn suy nghĩ, cần hình dung:
C + H2O →....→.... cuối cùng sẽ thu được CO2 + H2O.
như vậy 0,18 mol O là ở trong CO2 luôn → có 0,09 mol C.
→ trong Y có 0,09 mol CO và CO2 (bảo toàn C) → có 0,11 mol H2O
→ mY = 0,09 × 44 + 0,11 × 18 - 0,18 × 16 = 3,06 gam. → dY/H2 = 3,06 ÷ 0,2 ÷ 2 = 7,65.
Chọn đáp án C. ♣
p/s: bài toán này khai thác điểm đặc biệt Fe2O3 và CuO có M = 160 và 80 + bản chất CO và H2 cùng nhận 1 O.
Cho hơi nước đi qua than nóng đỏ, thu được 4,48 lít hỗn hợp khí X (đktc) gồm CO, CO2 và H2. Cho toàn bộ X phản ứng hoàn toàn với hỗn hợp a mol Fe2O3 và b mol CuO nung nóng, sau phản ứng thu được 25,92 gam hỗn hợp chất rắn Y. Để khử hoàn toàn chất rắn Y thành các kim loại cần (2a + 0,5b) mol H2. Tỉ khối hơi của X so với H2 là
A. 15,50.
B. 7,60.
C. 7,65.
D. 7,75.
Đáp án D
Sơ đồ quá trình phản ứng:
C + H2O → hh X = {H2; CO; CO2} || X + a mol Fe3O4; b mol CuO → 25,92 gam hh Y.
(2a + 0,5b) mol H2 + hh Y → {Fe; Cu} + H2O.
Gọi số mol {CO; H2} trong X là z mol → cần đúng z mol O trong oxit đề → {CO2; H2O}.
→ 160a + 80b = 25,92 + 16z (1). Lại có để chuyển hết (3a + b) mol O trong oxit → {CO2; H2O}
thì cần vừa đủ z + 2a + 0,5b mol hh {CO; H2} → 3a + b = z + 2a + 0,5b ↔ a + 0,5b = z (2).
Từ (1) và (2) ta có z = 0,18 mol. Đến đây có 2 hướng xử lí:
cách 1: thường các bạn sẽ tìm mối ràng buộc nữa thì C + H2O → CO + H2 || C + 2H2O → CO2 + 2H2.
Bằng cách gọi số mol C ở các pt lần lượt là x, y mol → 2x + 3y = 0,2 mol
và 2x + 2y = nhh CO + H2 0,18 mol. Giải tìm ra đáp án C. ♣.
Theo hướng này có thể nhanh hơn như sau: nCO2 = 0,2 - z = 0,02 mol.
Thay vào 2 phương trình trên cũng ra kết quả tương tự.
cách 2: có thể đi theo hướng sau: hiểu rõ vấn đề + rút gọn suy nghĩ, cần hình dung:
C + H2O →....→.... cuối cùng sẽ thu được CO2 + H2O.
như vậy 0,18 mol O là ở trong CO2 luôn → có 0,09 mol C.
→ trong Y có 0,09 mol CO và CO2 (bảo toàn C) → có 0,11 mol H2O
→ mY = 0,09 × 44 + 0,11 × 18 - 0,18 × 16 = 3,06 gam. → dY/H2 = 3,06 ÷ 0,2 ÷ 2 = 7,65.
Chọn đáp án C.
p/s: bài toán này khai thác điểm đặc biệt Fe2O3 và CuO có M = 160 và 80 + bản chất CO và H2 cùng nhận 1 O.
