a. Công thức về khối lượng:

\(m_{Fe_2O_3}+m_{H_2}=m_{Fe}+m_{H_2O}\)

b. Áp dụng câu a, ta có:

\(m_{Fe_2O_3}+2=56+18\)

\(\Leftrightarrow m_{Fe_2O_3}=56+18-2\)

\(\Leftrightarrow m_{Fe_2O_3}=72\left(g\right)\)

\(a)3H_2+Fe_2O_3-^{t^o}\rightarrow2Fe+3H_2O\\b)BTKL:m_{H_2}+m_{Fe_2O_3}=m_{Fe}+m_{H_2O}\\ \Leftrightarrow2+m_{Fe_2O_3}=56+18 \\ \Rightarrow m_{Fe_2O_3}=72\left(g\right)\)

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

Ta có: \(n_{Fe}=\dfrac{21}{56}=0,375\left(mol\right)\) 

\(\Rightarrow n_{Fe_2O_3}=0,1875\left(mol\right)\) \(\Rightarrow m_{Fe_2O_3}=0,1875\cdot160=30\left(g\right)\)

\(n_{Fe}=\dfrac{21}{56}=0.375\left(mol\right)\)

\(\Rightarrow n_{Fe_2O_3}=\dfrac{0.375}{2}=0.1875\left(mol\right)\)

\(m=0.1875\cdot160=30\left(g\right)\)

$a)n_{Fe}=\dfrac{42}{56}=0,75(mol)$

$Fe_2O_3+3H_2\xrightarrow{t^o}2Fe+3H_2O$

$\Rightarrow n_{Fe_2O_3}=0,5n_{Fe}=0,375(mol)$

$\Rightarrow m_{Fe_2O_3}=0,375.160=60(g)$

$b)n_{H_2O}=1,5n_{Fe}=1,125(mol)$

$\Rightarrow m_{H_2O}=1,125.18=20,25(g)$

\(n_{Fe_2O_3}=\dfrac{32}{160}=0,2\left(mol\right)\\ PTHH:Fe_2O_3+3H_2\underrightarrow{t^o}2Fe+3H_2O\\ Mol:0,2\rightarrow0,6\rightarrow0,4\\ \rightarrow\left\{{}\begin{matrix}m_{Fe}=0,4.56=22,4\left(g\right)\\V_{H_2}=0,6.22,4=13,44\left(l\right)\end{matrix}\right.\)

\(n_{O_2}=\dfrac{6,4}{32}=0,2\left(mol\right)\\ PTHH:2H_2+O_2\underrightarrow{t^o}2H_2O\\ LTL:\dfrac{0,6}{2}>0,2\rightarrow O_2.dư\\ n_{H_2\left(Pư\right)}=0,2.2=0,4\left(mol\right)\\ \rightarrow m_{H_2\left(dư\right)}=\left(0,6-0,4\right).2=0,4\left(g\right)\) 

\(n_{Fe_2O_3}=\dfrac{m}{M}=\dfrac{40}{56\cdot2+16\cdot3}=0,25\left(mol\right)\\ PTHH:Fe_2O_3+3H_2-^{t^o}>2Fe+3H_2O\)

n(mol)       0,25->0,75-------->0,5---->0,75

\(m_{Fe}=n\cdot M=0,5\cdot56=28\left(g\right)\\ V_{H_2\left(dktc\right)}=n\cdot22,4=0,75\cdot22,4=16,8\left(g\right)\)

Ta có : \(n_{Fe2O3}=\frac{m}{M}=\frac{16}{160}=0,1\)

PTHH phản ứng : Fe₂O₃ + H₂ -----> Fe + H₂O

=> Cân bằng PTHH : Fe₂O₃ + 3H₂ -----> 2Fe + 3H₂O

Tỉ lệ hệ số chất tham    1      :   3        :    2     :   3

gia và sản phẩm        0,1         0,3          0,2    :  0,3 

                                   mol        mol      mol         mol

=>  VH₂ \(=n.22,4=0,3.22,4=6,72\left(l\right)\)                                                                   

=> m_Fe = n.M = 0,2 . 56 = 11,2 (g)

$n_{H_2} = \dfrac{6,72}{22,4} = 0,3(mol)$
$n_{Fe_2O_3} = \dfrac{40}{160} = 0,25(mol)$
$Fe_2O_3 + 3H_2 \xrightarrow{t^o} 2Fe + 3H_2O$

$n_{Fe_2O_3} : 1 = 0,25 > n_{H_2} : 3 = 0,1$ nên $Fe_2O_3$ dư

$n_{Fe} = \dfrac{2}{3}n_{H_2} = 0,2(mol)$
$n_{Fe_2O_3\ pư} = \dfrac{1}{3}n_{H_2} = 0,1(mol)$

$n_{Fe_2O_3\ dư} = 0,25 - 0,1 = 0,15(mol)$

Suy ra : 

$\%m_{Fe} = \dfrac{0,1.56}{0,1.56 + 0,15.160}.100\% = 18,92\%$

nH2 = 6.72/22.4 = 0.3 (mol) 

Fe2O3 + 3H2 -to-> 2Fe + 3H2O 

0.1_____0.3______0.2 

mFe2O3 = 0.1*160 = 16 (g) 

mFe = 0.2*56 = 11.2 (g)