Dẫn 4,48 lít khí CO (đktc) qua 20 gam bột đồng (II) oxit, nung nóng thu được m gam chất rắn X và hỗn hợp Y có tỉ khối so với H2 bằng 20
a) Tìm m
b) Tính hiệu suất phản ứng
dẫn 4,48 lít H2 (đktc) qua 20 gam hỗn hợp A nung nóng gồm CuO. Sau phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được chất rắn X và hỗn hợp Y( gồm khí và hơi) có tỉ khối so với H2 bằng 7.
a) Viết phương trình phản ứng và tính phần trăm theo thể tích các khí trong Y.
b) Tính khối lượng MgO có trong chất rắn A.
Dẫn 2,24 lít H2(đktc) qua m gam bột oxit sắt (FexOy) nung nóng, sau phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được chất rắn B và hỗn hợp khí và hơi D. Tỉ khối hơi của D so với H2 bằng 7,4. Cho chất rắn B vào bình đựng dung dịch HCl dư, sau phản ứng xảy ra hoàn toàn thấy khối lượng bình tăng 3,24 gam. Viết các phương trình phản ứng xảy ra và xác định công thức oxit sắt
PTHH: \(Fe_xO_y+yH_2\underrightarrow{t^o}xFe+yH_2O\)
\(Fe+2HCl\rightarrow FeCl_2+H_2\uparrow\)
Đặt \(\left\{{}\begin{matrix}n_{Fe\left(oxit\right)}=a\left(mol\right)=n_{H_2}\\n_{O\left(oxit\right)}=b\left(mol\right)\end{matrix}\right.\)
Ta có: \(m_{tăng}=m_{Fe}-m_{H_2}\) \(\Rightarrow56a-2a=3,24\) \(\Rightarrow a=n_{Fe}=0,06\left(mol\right)\)
Hỗn hợp D gồm \(\left\{{}\begin{matrix}n_{CO_2\left(dư\right)}=c\left(mol\right)\\n_{H_2O}=n_{O\left(oxit\right)}=b\left(mol\right)\end{matrix}\right.\)
Ta có hệ phương trình: \(\left\{{}\begin{matrix}c+b=0,1\\18b+2c=7,4\cdot2\cdot\left(b+c\right)\end{matrix}\right.\) \(\Leftrightarrow\left\{{}\begin{matrix}b=0,08\\c=0,02\end{matrix}\right.\)
\(\Rightarrow x:y=a:b=0,06:0,08=3:4\)
\(\Rightarrow\) Công thức cần tìm là Fe3O4
Nung hỗn hợp khí X gồm H2 và N2 trong bình kín với xúc tác thích hợp, sau một thời gian thu được hỗn hợp khí Y có tỉ khối so với He là 2,965. Dẫn toàn bộ Y qua bột CuO (dư) nung nóng, sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thấy khối lượng chất rắn giảm 12 gam, đồng thời thu được 8,288 lít (đktc) khí duy nhất. Hiệu suất phản ứng tổng hợp NH3 là :
A. 22%
B. 23%
C. 24%
D. 25%
Nung hỗn hợp khí X gồm H2 và N2 trong bình kín với xúc tác thích hợp, sau một thời gian thu được hỗn hợp khí Y có tỉ khối so với He là 2,965. Dẫn toàn bộ Y qua bột CuO (dư) nung nóng, sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thấy khối lượng chất rắn giảm 12 gam, đồng thời thu được 8,288 lít (đktc) khí duy nhất. Hiệu suất phản ứng tổng hợp NH3 là
A. 22%.
B. 25%.
C. 23%.
D. 24%.
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.
Dẫn 8,96 lít khí CO (đktc) qua 13,44 gam hỗn hợp rắn gồm Fe3O4, Fe2O3 và CuO nung nóng, đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được m gam rắn X và hỗn hợp khí Y có tỉ khối so với He bằng 9. Giá trị của m là
A. 9,68 gam
B. 10,24 gam
C. 9,86 gam
D. 10,42 gam
Dẫn 8,96 lít khí CO (đktc) qua 13,44 gam hỗn hợp rắn gồm Fe3O4, Fe2O3 và CuO nung nóng, đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được m gam rắn X và hỗn hợp khí Y có tỉ khối so với He bằng 9. Giá trị của m là
A. 9,68 gam
B. 10,24 gam
C. 9,86 gam
D. 10,42 gam
Chọn B.
CO + hh rắn → X + Y
Y gồm CO; CO2 → BTNT (C): n(Y) = n(CO bđ) = 0,4
BTKL: m(X) = m(CO) + m(hh rắn) – m(Y) = 0,4. 28 + 13,44 – 0,4. 9. 4 = 10,24 (g)
Dẫn 8,96 lít khí CO (đktc) qua 13,44 gam hỗn hợp rắn gồm Fe3O4, Fe2O3 và CuO nung nóng, đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được m gam rắn X và hỗn hợp khí Y có tỉ khối so với He bằng 9. Giá trị của m là
A. 9,68 gam
B. 10,24 gam
C. 9,86 gam
D. 10,42 gam
Đáp án B
CO + hh rắn → X + Y
Y gồm CO; CO2 → BTNT (C): n(Y) = n(CO bđ) = 0,4
BTKL: m(X) = m(CO) + m(hh rắn) – m(Y) = 0,4. 28 + 13,44 – 0,4. 9. 4 = 10,24 (g)