khk

bt:Khử hoàn toàn 2,4g hỗn hợp CuO và FexOy cùng số mol như nhau bằng Hidro thu được 1,76 g kim loại , hòa tan kim loại đó =dung dịch HCl dư thấy thoát 448 cm3 khí Hidro(ở đktc).XĐCTHH của oxit sắt.
448 $c{m}^3$ = 0,448 lít
PTHH:
CuO + H2 $\to$ Cu + H2O (1)
FexOy + yH2 $\to$ xFe + yH2O (2)
Sau khi phản ứng giữa CuO và FexOy kết thúc ta lấy Cu và Fe tác dụng với HCl. Nhưng Cu không tác dụng với HCl nên t có PTHH
Fe + 2HCl $\to$ FeCl2 + H2 (3)
Số mol Hidro là: 0,448 : 22,4 =0,2 mol
Theo PTHH (3):
Số mol Fe bằng số mol H2 nên số mol Fe là 0,02 mol
\Rightarrow Khối lượng Fe là: 0,02.56= 1.12 gam
Vì lượng sắt phản ứng hết nên khối lượng sắt ở phương trình 3 bằng khối lượng sắt ở phương trình 2
Mà khối lượng của Cu + Fe là 1,76g
\Rightarrow mCu = 1,76 - 1,12 = 0,64 g \Rightarrow Số mol Cu là 0,64 :64 = 0,01 mol
Theo PTHH (1)
Số mol CuO bằng số mol Cu nên
số mol CuO là 0,01 mol
\Rightarrow Khối lượng CuO là 0,01.80 = 0,8g
\Rightarrow Khối lượng FexOy là 2,4 - 0,8 = 1,6g
Vì số mol của CuO bằng số mol FexOy (giả thiết) nên số mol FexOy là 0,01 mol
\Rightarrow Khối lượng mol của FexOy là 1,6 : 0,01 = 160 (g)
Lập hệ phương trình về FexOy và giải hệ phương trình ta được( quan hệ về Khối lượng và khối lượng mol)
\Rightarrowx= 2
y= 3
Công thức hóa học của Oxit : Fe2O3

nH2= 0,448/22,4= 0,02(mol)
PTHH :
CuO + H2 -tdo--> Cu + H20
FexOy + yH2 -tdo-> xFe + yH20
Cu + HCl --> k pu
Fe + 2HCl ---> FeCl2 + H2
0,02 -- 0,04---> 0,02 --- 0,02 (mol)
mFe = 0,02 .56= 1,12(g)
=> mCu = 1,76 - 1,12= 0,64(g)
n Cu = 0,64 /64 =0,01(mol)
PTHH :
CuO + H2 -tdo-> Cu + H20
0,,01 --0,01 ----> 0,01(mol)
mCuO= 0,01 . 80 = 0,8(g)
=> mFexOy = 2,4-0,8= 1,6(g)
PTHH :
FexOy + yH2 ---> xFe + yH20
56x+ 16y ---------> 56x
1,6 (g) -------------> 1,12(g)
<=> 1,6 .56x = 1,12( 56x + 16y)
<=> 89,6x = 62,72 x + 17,92y
<=> 89,6x - 62,72x = 17,92y
<=> 26,88 x = 17,92y
=> x/y= 17,92 / 26,88 =2/3
Vậy công thức đúng là Fe203.

X gồm Fe và Cu. Với HCl:
nFe = nH2 = 0,04
=>nCu = (mX – mFe)/64 = 0,02
=> nCuO = nFexOy = 0,02
-> x = nFe/nFexOy = 2
; Oxit là Fe2O3.

Bảo toàn O: \(m_{O\left(oxit\right)}=m_{giảm}=4,8-3,52=1,28\left(g\right)\)

\(n_{O\left(oxit\right)}=\dfrac{1,28}{16}=0,08\left(mol\right)\\ n_{H_2}=\dfrac{0,896}{22,4}=0,04\left(mol\right)\)

PTHH: Fe + 2HCl ---> FeCl₂ + H₂

           0,04 <------------------------ 0,02

\(m_{Cu}=3,52-0,04.56=1,28\left(g\right)\\ n_{O\left(CuO\right)}=n_{Cu}=\dfrac{1,28}{64}=0,02\left(mol\right)\\ n_{O\left(Fe_xO_y\right)}=0,08-0,02=0,06\left(mol\right)\)

CTHH: Fe_xO_y

=> x : y = 0,04 : 0,06 = 2 : 3

CTHH Fe₂O₃

Gọi số mol CuO, Fe_xO_y là a (mol)

=> 80a + a(56x + 16y) = 2,4 (1)

PTHH: CuO + H₂ --t^o--> Cu + H₂O

               a-------------->a

             Fe_xO_y + yH₂ --t^o--> xFe + yH₂O

                a------------------>ax

=> 64a + 56ax = 1,76 

PTHH: Fe + 2HCl --> FeCl₂ + H₂

           ax---------------------->ax

=> \(ax=\dfrac{0,448}{22,4}=0,02\left(mol\right)\)

=> a = 0,01

=> x = 2

(1) => y = 3

=> CTHH: Fe₂O₃

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 = n_{hh CO + H2} 0,18 mol. Giải tìm ra đáp án C. ♣.

Theo hướng này có thể nhanh hơn như sau: n_CO2 = 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

→ m_Y = 0,09 × 44 + 0,11 × 18 - 0,18 × 16 = 3,06 gam. → d_Y/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.

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 = n_{hh CO + H2} 0,18 mol. Giải tìm ra đáp án C. ♣.

Theo hướng này có thể nhanh hơn như sau: n_CO2 = 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

→ m_Y = 0,09 × 44 + 0,11 × 18 - 0,18 × 16 = 3,06 gam. → d_Y/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.

a) A gồm Cu, Fe

\(n_O=\dfrac{39,2-29,6}{16}=0,6\left(mol\right)\)

=> \(n_{H_2O}=0,6\left(mol\right)\)

=> \(n_{H_2}=0,6\left(mol\right)\)

=> \(V_{H_2}=0,6.22,4=13,44\left(l\right)\)

b)

Gọi \(\left\{{}\begin{matrix}n_{CuO}=a\left(mol\right)\\n_{Fe_xO_y}=b\left(mol\right)\end{matrix}\right.\)

=> 80a + b(56x + 16y) = 39,2 

=> 80a + 56bx + 16by = 39,2 (1)

n_O = 0,6 (mol)

=> a + by = 0,6 

=> 80a + 80by = 48 (2)

\(n_{H_2}=\dfrac{6,72}{22,4}=0,3\left(mol\right)\)

PTHH: Fe + 2HCl --> FeCl₂ + H₂

          0,3<-------------------0,3

=> n_Fe = bx = 0,3 (mol)

(2) - (1) => 64by - 56bx = 8,8

=> by = 0,4

Xét \(\dfrac{bx}{by}=\dfrac{x}{y}=\dfrac{0,3}{0,4}=\dfrac{3}{4}\)

=> CTHH: Fe₃O₄

Có: \(\left\{{}\begin{matrix}80a+232b=39,2\\a+4b=0,6\end{matrix}\right.\)

=> a = 0,2; b = 0,1

=> \(\left\{{}\begin{matrix}m_{CuO}=0,2.80=16\left(g\right)\\m_{Fe_3O_4}=0,1.232=23,2\left(g\right)\end{matrix}\right.\)

Đáp án D.