Oxit sắt : Fe_xO_y

\(CO_2 + Ca(OH)_2 \to CaCO_3 + H_2O\\ n_{CO_2} = n_{CaCO_3} =\dfrac{22,5}{100} = 0,225(mol)\\ Fe_xO_y + yCO \xrightarrow{t^o} xFe + yCO_2\\ n_{oxit} = \dfrac{n_{CO_2}}{y} = \dfrac{0,225}{y}(mol)\\ \Rightarrow \dfrac{0,225}{y}(56x + 16y) = 12\\ \Rightarrow \dfrac{x}{y} = \dfrac{2}{3}\)

Vậy CTHH của oxit : Fe₂O₃

Gọi oxit sắt là: Fe_xO_y.

PT: Fe_xO_y + yCO → xFe + yCO₂ (1)

CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃ + H₂O (2)

Ta có: n_CaCO3=22,5/100=0,225(mol)

Theo PT₍₂₎, ta có: n_CO2=n_CaCO3=0,225(mol)

Ta có: n_{oxit sắt}=0,225 . 1/y=0,225/y

=> (0,225/y)(56x + 16y)=12

Xét PT trên, ta có: x/y=2/3

=> x=2, y=3.

=> CTHH của oxit sắt là: Fe₂O₃.

a)

CTHH: Fe_xO_y

\(n_{Fe_xO_y}=\dfrac{16}{56x+16y}\left(mol\right)\)

PTHH: Fe_xO_y + yCO --t^o--> xFe + yCO₂

      \(\dfrac{16}{56x+16y}\)--------->\(\dfrac{16x}{56x+16y}\)

=> \(\dfrac{16x}{56x+16y}.56=16-4,8=11,2\)

=> \(\dfrac{x}{y}=\dfrac{2}{3}\Rightarrow Fe_2O_3\)

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

PTHH: Fe₂O₃ + 3CO --t^o--> 2Fe + 3CO₂

              0,1------>0,3--------------->0,3

             Ca(OH)₂ + CO₂ --> CaCO₃ + H₂O

                                0,3----->0,3

=> \(m_{CaCO_3}=0,3.100=30\left(g\right)\)

b) n_{CO (thực tế)} = 0,3.110% = 0,33(mol)

=> V_CO = 0,33.22,4 = 7,392(l)

Theo gt ta có: $n_{CaCO_3}=n_{CO_2}=0,08(mol)$ (Bảo toàn nguyên tố C)

$Fe_xO_y+yCO\rightarrow xFe+yCO_2$

Nhận thấy $n_{O}=n_{CO_2}=0,08(mol)$

Do đó $m_{Fe}=m_{oxit}-m_{O}=3,12(g)$

$CO + O_{oxit} \to CO_2$
$CO_2 + Ca(OH)_2 \to CaCO_3 + H_2O$
$n_{O(oxit)} = n_{CaCO_3} = \dfrac{8}{100} = 0,08(mol)$

$Fe + H_2SO_4 \to FeSO_4 + H_2$
$n_{Fe} = n_{H_2} = \dfrac{1,344}{22,4} = 0,06(mol)$

Ta có : 

$n_{Fe} : n_O = 0,06 : 0,08 = 3 : 4$

Vậy oxit là $Fe_3O_4$

Công thức oxit sắt có dạng: \(Fe_xO_y\)

\(Fe_xO_y+yCO\rightarrow xFe+yCO_2\uparrow\)

\(Fe+H_2SO_4\rightarrow FeSO_4+H_2\uparrow\)

\(\Rightarrow n_{Fe}=n_{H_2}=\dfrac{1,344}{22,4}=0,06\left(mol\right)\)

\(CO_2+Ca\left(OH\right)_2\rightarrow CaCO_3\downarrow+H_2O\)

\(\Rightarrow n_{CO}=n_{CO_2}=n_{CaCO_3}=0,08\left(mol\right)\)

\(\Rightarrow n_{O\left(Fe_xO_y\right)}=n_{O\left(CO_2\right)}-n_{O\left(CO\right)}=2n_{CO_2}-n_{CO}=0,08\left(mol\right)\)

\(\Rightarrow n_{Fe}:n_O=0,06:0,08=3:4\)

\(\Rightarrow Fe_3O_4\)

\(Co+\left\{{}\begin{matrix}Fe:amol\\O:bmol\end{matrix}\right.\)\(\rightarrow\left[{}\begin{matrix}Fe\rightarrow H_2SO_4\\Co_2\rightarrow Ca\left(OH\right)_2\rightarrow caCo_3\end{matrix}\right.\)

\(\cdot m\downarrow=m_{CaCo_3}=8\Rightarrow n_{CaCo_3}=n_{Co_2}=\dfrac{8}{100}=0,08\)

\(\Rightarrow n_O=n_{CO}=n_{CO_2}=0,08\)

\(\cdot Fe+H_2SO_4\rightarrow FeSO_4+H_2\)

0,06                                     0,06

\(n_{H_2}=\dfrac{1,344}{22,4}=0,06\Rightarrow n_{Fe}=n_{H_2}=0,06\)

\(\Rightarrow\dfrac{n_{Fe}}{n_O}=\dfrac{0,06}{0,08}=\dfrac{3}{4}\Rightarrow Fe_3O_4\)

n_{Fe = 11,2/56 = 0,2 mol ,} Gọi CT Oxit sắt là Fe₂O_n^II

PTPƯ: Fe₂O_n + nCO ---> 2Fe + nCO₂  

0,2 mol Fe -----> 0,1 mol Fe₂O_n

M_Fe2On =16/0,1= 160 g/mol 

⇒ 112 + 16n = 160 ⇒ 16n =48 ⇒n=3

⇒ CTHH: Fe₂O₃

\(M_A=18.2=36\left(g/mol\right)\)

Áp dụng sơ đồ đường chéo:

\(\dfrac{n_{CO}}{n_{CO_2}}=\dfrac{44-36}{36-28}=\dfrac{1}{1}\)

\(n_{CaCO_3}=\dfrac{40}{100}=0,4\left(mol\right)\)

Đặt CTHH của oxit sắt là \(Fe_xO_y\)

PTHH:
\(Fe_xO_y+yCO\xrightarrow[]{t^o}xFe+yCO_2\) (1)

\(Ca\left(OH\right)_2+CO_2\rightarrow CaCO_3+H_2O\) (2)
Theo PT (2): \(n_{CO_2}=n_{CaCO_3}=0,4\left(mol\right)\)

\(\Rightarrow n_{CO\left(d\text{ư}\right)}=n_{CO_2}=0,4\left(mol\right)\)

Theo PT (1): \(n_{Fe_xO_y}=\dfrac{1}{y}.n_{CO_2}=\dfrac{0,4}{y}\left(mol\right);n_{CO\left(p\text{ư}\right)}=n_{CO_2}=0,4\left(mol\right)\)

\(\Rightarrow M_{Fe_xO_y}=\dfrac{23,2}{\dfrac{0,4}{y}}=86y\left(g/mol\right)\\ \Rightarrow56x+16y=86y\\ \Leftrightarrow\dfrac{x}{y}=\dfrac{3}{4}\)

=> CT của oxit là Fe₃O₄ 

V = (0,4 + 0,4).22,4 = 17,92 (l)

Chọn C

Quá trình CO phản ứng với oxit chỉ là CO lấy đi O tạo CO₂ nên số mol O bị lấy cũng chính bằng số mol CO₂. Vì Ca(OH)₂ dư ⟹ nCO₂ = 34,8/100 = 0,348 = nO bị lấy

⟹ nFe trong oxit = (18,56 – 0,348×16)/56=0,232

⟹  n F e n O = 0 , 232 0 , 348 = 2 3  ⟹ Fe₂O₃

yCO+FexOy--t°--> yCO2+xFe

CO2+Ca(OH)2--->CaCO3+H2O nCaCO3=34,8/100=0,348(mol

Theopt2: nCO2=nCaCO3=0,348(mol)

Theo pt1:

nFexOy=1/y.nCO2=0,348/y (mol)

MFexOy=18,56/0,348/y=160y/3(g/mol)

=>56x+16y=160y/3

168x+48y=160y

168x=112y

=>x/y=112/168=2/3

Vậy công thức hoá học của Oxt sắt là Fe2O3

Đáp án D