Để giải bài toán này, ta cần biết phương trình phản ứng giữa oxit sắt (Fe2O3) và khí hidro (H2):

Fe2O3 + 3H2 → 2Fe + 3H2O

Theo đó, mỗi mol Fe2O3 cần 3 mol H2 để khử hoàn toàn thành Fe.

a) Thể tích khí hiđro cần dùng:

Ta cần tìm số mol khí hidro cần dùng để khử hoàn toàn 12,8 gam Fe2O3.Khối lượng mol của Fe2O3 là:

M(Fe2O3) = 2x56 + 3x16 = 160 (g/mol)

Số mol Fe2O3 là:

n(Fe2O3) = m/M = 12.8/160 = 0.08 (mol)

Theo phương trình phản ứng, mỗi mol Fe2O3 cần 3 mol H2 để khử hoàn toàn thành Fe.Vậy số mol H2 cần dùng là:

n(H2) = 3*n(Fe2O3) = 0.24 (mol)

Thể tích khí hidro cần dùng ở đktc là:

V(H2) = n(H2)22.4 = 0.2422.4 = 5.376 (lít)

Vậy thể tích khí hiđro cần dùng ở đktc là 5.376 lít.

b) Khối lượng Fe thu được sau phản ứng:

Theo phương trình phản ứng, mỗi mol Fe2O3 tạo ra 2 mol Fe.Vậy số mol Fe thu được là:

n(Fe) = 2*n(Fe2O3) = 0.16 (mol)

Khối lượng Fe thu được là:

m(Fe) = n(Fe)M(Fe) = 0.1656 = 8.96 (gam)

Vậy khối lượng Fe thu được sau phản ứng là 8.96 gam.

c) Thể tích khí hiđro thu được khi Fe tác dụng với HCl:

Ta cần tìm số mol H2 thu được khi Fe tác dụng với HCl.Theo phương trình phản ứng, mỗi mol Fe tác dụng với 2 mol HCl để tạo ra H2 và muối sắt (FeCl2).Số mol HCl cần dùng để tác dụng với Fe là:

n(HCl) = m(HCl)/M(HCl) = 14.6/36.5 = 0.4 (mol)

Vậy số mol H2 thu được là:

n(H2) = 2n(Fe) = 2(m(Fe)/M(Fe)) = 2*(8.96/56) = 0.16 (mol)

Thể tích khí hiđro thu được ở đktc là:

V(H2) = n(H2)22.4 = 0.1622.4 = 3.584 (lít)

Vậy thể tích khí hiđro thu được ở đktc là 3.584 lít.

 

\(n_{Fe_3O_4}=\dfrac{4,64}{232}=0,02mol\)

\(n_{H_2}=\dfrac{8,96}{22,4}=0,4mol\)

\(Fe_3O_4+4H_2\rightarrow3Fe+4H_2O\)

0,02        0,4          0         0

0,02        0,08       0,06    0,08

0             0,32       0,06    0,08

b)\(m_{Fe}=0,06\cdot56=3,36g\)   

\(m_{H_2O}=0,08\cdot18=1,44g\)

c)\(Fe+2HCl\rightarrow FeCl_2+H_2\)

   0,06     0,5      0            0

\(\Rightarrow\)Tính theo \(Fe\)

\(\Rightarrow V_{H_2}=0,06\cdot22,4=1,344l\)

nZn = 19.5/65 = 0.3 (mol) 

Zn + H2SO4 => ZnSO4 + H2 

0.3........................0.3.........0.3

VH2 = 0.3*22.4 = 6.72 (l) 

mZnSO4 = 0.3*161 = 48.3 (g) 

nCuO = 16/80 = 0.2 (mol) 

CuO + H2 -to-> Cu + H2O 

0.2........0.2 

=> H2 dư 

mH2 (dư) = ( 0.3 - 0.2 ) * 2 = 0.2 (g) 

nZn=0,3(mol)

a) PTHH: Zn + H2SO4 -> ZnSO4+ H2

0,3___________________0,3____0,3(mol)

mZnSO4=161.0,3=48,3(g)

b) V(H2,đktc)=0,3.22,4=6,72(l)

c) nCuO=16/80=0,2(mol)

PTHH: CuO + H2 -to-> Cu + H2O

vì: 0,3/1 > 0,2/1

=> H2 dư, CuO hết, tính theo nCuO

=> n(H2,dư)=0,3-0,2=0,1(mol)

=> mH2(dư)=0,1.2=0,2(g)

a. Để tính khối lượng HCl đã dùng, ta cần biết số mol của Al đã phản ứng với HCl. Ta sử dụng phương trình phản ứng:

2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2

Theo đó, 2 mol Al tương ứng với 6 mol HCl. Vậy số mol HCl cần để phản ứng với 2,7 g Al là:

n(HCl) = n(Al) x (6/2) = 2,7/(27x2) x 6 = 0,05 mol

Khối lượng HCl tương ứng là:

m(HCl) = n(HCl) x M(HCl) = 0,05 x 36,5 = 1,825 g

Vậy khối lượng HCl đã dùng là 1,825 g.

b. Theo phương trình phản ứng, 2 mol Al tạo ra 3 mol H2. Vậy số mol H2 tạo ra từ 2,7 g Al là:

n(H2) = n(Al) x (3/2) = 2,7/(27x2) x 3 = 0,025 mol

Theo định luật Avogadro, 1 mol khí ở ĐKTC chiếm thể tích 22,4 L. Vậy thể tích H2 thu được là:

V(H2) = n(H2) x 22,4 = 0,025 x 22,4 = 0,56 L

P.c. CuO + H2 → Cu + H2O

Khối lượng CuO cần để khử hết 0,025 mol H2 là:

n(CuO) = n(H2)/2 = 0,0125 mol

m(CuO) = n(CuO) x M(CuO) = 0,0125 x 79,5 = 0,994 g

Vậy để khử hết H2, ta cần dùng 0,994 g CuO. Nếu dùng toàn bộ lượng H2 bay ra, chất CuO sẽ bị khử hoàn toàn thành Cu và không còn chất nào còn dư.

      

nFe2O3 = 16,8/56 = 0,3 (mol)

PTHH: Fe2O3 + 3H2 -> (t°) 2Fe + 3H2O

MOL: 0,15 <--- 0,45 <--- 0,3

VH2 = 0,45 . 22,4 = 10,08 (l)

mFe2O3 = 0,45 . 160 = 72 (g)

a ) Fe2O3 + 3H2 ---> 2Fe + 3H2O 
nFe = 16,8 :56 =0,3 
Fe2O3 + 3H2--> 2Fe +3H2O 
0,15<------0,45<---- 0,3
VH2 = 0,45.22,4=10,08(l)
mFe2O3 = 0,15.160 =24(g)

= 72g

Bài 1:

a) PTHH: \(Fe_2O_3+3H_2\xrightarrow[]{t^o}2Fe+2H_2O\)

                \(CuO+H_2\xrightarrow[]{t^o}Cu+H_2O\)

b) Ta có: \(\left\{{}\begin{matrix}m_{Fe_2O_3}=20\cdot80\%=16\left(g\right)\\m_{CuO}=20-16=4\left(g\right)\end{matrix}\right.\) \(\Rightarrow\left\{{}\begin{matrix}n_{Fe_2O_3}=\dfrac{16}{160}=0,1\left(mol\right)\\n_{CuO}=\dfrac{4}{80}=0,05\left(mol\right)\end{matrix}\right.\)

\(\Rightarrow n_{H_2}=3n_{Fe_2O_3}+n_{CuO}=0,35\left(mol\right)\) \(\Rightarrow V_{H_2}=0,35\cdot22,4=7,84\left(l\right)\)

c) Theo các PTHH: \(\left\{{}\begin{matrix}n_{Fe}=2n_{Fe_2O_3}=0,2\left(mol\right)\\n_{Cu}=n_{CuO}=0,05\left(mol\right)\end{matrix}\right.\)

\(\Rightarrow m_{hhB}=m_{Fe}+m_{Cu}=0,2\cdot56+0,05\cdot64=14,4\left(g\right)\)

       

Bài 2:

PTHH: \(Fe_2O_3+3H_2\xrightarrow[]{t^o}2Fe+3H_2O\)

            \(CuO+H_2\xrightarrow[]{t^o}Cu+H_2O\)

a) Vì khối lượng Cu bằng \(\dfrac{6}{5}\) khối lượng Fe 

\(\Rightarrow\left\{{}\begin{matrix}m_{Cu}=\dfrac{26,4}{6+5}\cdot6=14,4\left(g\right)\\m_{Fe}=26,4-14,4=12\left(g\right)\end{matrix}\right.\) \(\Rightarrow\left\{{}\begin{matrix}n_{Cu}=\dfrac{14,4}{64}=0,225\left(mol\right)\\n_{Fe}=\dfrac{12}{56}=\dfrac{3}{14}\left(mol\right)\end{matrix}\right.\)

\(\Rightarrow n_{H_2}=\dfrac{3}{2}n_{Fe}+n_{Cu}=\dfrac{9}{28}+0,225=\dfrac{153}{280}\left(mol\right)\) \(\Rightarrow V_{H_2}=\dfrac{153}{280}\cdot22,4=12,24\left(l\right)\)

b) Theo các PTHH: \(\left\{{}\begin{matrix}n_{Fe_2O_3}=\dfrac{1}{2}n_{Fe}=\dfrac{3}{28}\left(mol\right)\\n_{CuO}=n_{Cu}=0,225\left(mol\right)\end{matrix}\right.\)

\(\Rightarrow\left\{{}\begin{matrix}m_{Fe_2O_3}=\dfrac{3}{28}\cdot160\approx17,14\left(g\right)\\m_{CuO}=0,225\cdot80=18\left(g\right)\end{matrix}\right.\) \(\Rightarrow m_{hh}=35,14\left(g\right)\)

\(\Rightarrow\left\{{}\begin{matrix}\%m_{Fe_2O_3}=\dfrac{17,14}{35,14}\cdot100\%\approx48,78\%\\\%m_{CuO}=51,22\%\end{matrix}\right.\)

Bài 3:

PTHH: \(CuO+CO\xrightarrow[]{t^o}Cu+CO_2\uparrow\)

            \(Fe_3O_4+4CO\xrightarrow[]{t^o}3Fe+4CO_2\uparrow\)

a) Ta có: \(\left\{{}\begin{matrix}m_{Fe_3O_4}=\dfrac{31,2+15,2}{2}=23,2\left(g\right)\\m_{CuO}=31,2-23,2=8\left(g\right)\end{matrix}\right.\)

\(\Rightarrow n_{Fe_3O_4}=\dfrac{23,2}{232}=0,1\left(mol\right)=\dfrac{8}{80}=n_{CuO}\)

\(\Rightarrow\left\{{}\begin{matrix}n_{Fe}=0,3\left(mol\right)\\n_{Cu}=0,1\left(mol\right)\end{matrix}\right.\) \(\Rightarrow\left\{{}\begin{matrix}m_{Fe}=0,3\cdot56=16,8\left(g\right)\\m_{Cu}=0,1\cdot64=6,4\left(g\right)\end{matrix}\right.\)

b) Theo các PTHH: \(n_{CO}=n_{CO_2}=n_{Cu}+\dfrac{4}{3}n_{Fe}=\dfrac{7}{30}\left(mol\right)\)

\(\Rightarrow V_{CO}=V_{CO_2}=\dfrac{7}{30}\cdot22,4\approx5,23\left(l\right)\)  

a) Fe₂O₃ + 3H₂ --t^o--> 2Fe + 3H₂O

b) \(n_{Fe_2O_3}=\dfrac{16}{160}=0,1\left(mol\right)\)

PTHH: Fe₂O₃ + 3H₂ --t^o--> 2Fe + 3H₂O

              0,1--->0,3--------->0,2

=> m_Fe = 0,2.56 = 11,2 (g)

V_H2 = 0,3.22,4 = 6,72 (l)

\(Fe_2O_3+3H_2\rightarrow\left(t^o\right)2Fe+3H_2O\\ CuO+H_2\rightarrow\left(t^o\right)Cu+H_2O\\ Đặt:n_{Fe}=a\left(mol\right);n_{Cu}=0,5a\left(mol\right)\\ m_{hhB}=17,6\\ \Leftrightarrow56a+64.0,5a=17,6\\ \Leftrightarrow a=0,2\left(mol\right)\\ \Rightarrow n_{Fe}=0,2\left(mol\right);n_{Cu}=0,1\left(mol\right)\\ a,n_{H_2}=\dfrac{3}{2}.n_{Fe}+n_{Cu}=\dfrac{3}{2}.0,2+0,1=0,4\left(mol\right)\\ \Rightarrow V_{H_2\left(đktc\right)}=0,4.22,4=8,96\left(l\right)\\ b,Fe+2HCl\rightarrow FeCl_2+H_2\\ n_{HCl}=\dfrac{18,25}{36,5}=0,5\left(mol\right)\\ Vì:\dfrac{0,2}{1}< \dfrac{0,5}{2}\Rightarrow HCldư\\ \Rightarrow ddC:FeCl_2,HCldư\\ n_{FeCl_2}=n_{Fe}=0,2\left(mol\right)\Rightarrow m_{FeCl_2}=0,2.127=25,4\left(g\right)\\ n_{HCl\left(dư\right)}=0,5-0,2.2=0,1\left(mol\right)\)

\(\Rightarrow m_{HCl\left(dư\right)}=0,1.36,5=3,65\left(g\right)\)

\(n_{Fe_2O_3}=\dfrac{9,6}{160}=0,06\left(mol\right)\)

=> n_Fe = 0,12 (mol)

PTHH: Fe + 2HCl --> FeCl₂ + H₂

        0,12------------------->0,12

=> V_H2 = 0,12.22,4 = 2,688(l)