Khử hoàn toàn 24(g) hỗn hợp CuO và FexOy bằng H2, thu được 17,6(g) hỗn hợp 2 kim loại. Cho toàn bộ hai kim loại trên phản ứng với dung dịch HCl dư thu được 4,48(l) khí H2 ở đktc. Xác định công thức của oxit sắt.
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Hỗn hợp 2 kim loại thu được sau khi khử 2 oxit =17,6 gam gồm :Fe và Cu.pt:Fe+2HCl--->FeCl2+H2, theo pt trên nFe=nH2=0,2 mol=>mFe=11,2 gam=>mCu=17,6-11,2=6,4=>nCu=0,1=>nCuO=nCu=0,1=>mCuO=8 gam=>mFexOy=24-8=16 gam.khối lượng Fe trong oxit=11,2 gam =>mO(FexOy)=4,8 gam.ta có: x:y=11,2/56:4,8:16=2:3=> CTPT của oxit sắt :Fe2O3.
Gọi \(\left\{{}\begin{matrix}n_{CuO}=a\left(mol\right)\\n_{Fe_xO_y}=a\left(mol\right)\end{matrix}\right.\)
=> 80a + 56ax + 16ay = 2,4 (1)
\(n_{H_2}=\dfrac{0,448}{22,4}=0,02\left(mol\right)\)
PTHH: CuO + H2 --to--> Cu + H2O
FexOy + yH2 --to--> xFe + yH2O
a---------------->ax
Fe + 2HCl --> FeCl2 + H2
ax--------------------->ax
=> \(ax=0,02\left(mol\right)\)
=> a = \(\dfrac{0,02}{x}\)
Thay vào (1)
\(80.\dfrac{0,02}{x}+56.0,02+\dfrac{16.0,02y}{x}=2,4\)
=> \(\dfrac{1,6}{x}+\dfrac{0,32y}{x}=1,28\)
=> 1,28x = 0,32y + 1,6
Chọn x = 2; y = 3 thỏa mãn
=> CTHH: Fe2O3
PTHH: AxOy + yCO --to--> xA + yCO2
Có: nCO(dư) + nCO2 = nCO(bd) = \(\dfrac{1,344}{22,4}=0,06\left(mol\right)\)
Mà \(\dfrac{28.n_{CO\left(dư\right)}+44.n_{CO_2}}{n_{CO}+n_{CO_2}}=20,4.2=40,8\)
=> nCO2 = 0,048 (mol)
\(n_{A_xO_y}=\dfrac{2,784}{x.M_A+16y}\left(mol\right)\)
AxOy + yCO --to--> xA + yCO2
=> \(\left\{{}\begin{matrix}n_{CO_2}=\dfrac{2,784y}{x.M_A+16y}=0,048\left(mol\right)\left(1\right)\\n_A=\dfrac{2,784x}{x.M_A+16y}\left(mol\right)\end{matrix}\right.\)
(1) => \(M_A=\dfrac{42y}{x}=>\dfrac{y}{x}=\dfrac{M_A}{42}\) (2)
PTHH: 2A + 2nHCl --> 2ACln + nH2
=> \(n_{H_2}=\dfrac{1,392xn}{x.M_A+16y}=0,036\left(mol\right)\)
=> \(1,392n=0,036.M_A+\dfrac{0,576y}{x}\) (3)
(2)(3) => MA = 28n
Xét n = 1 => L
Xét n = 2 => MA = 56 (Fe) => \(\dfrac{x}{y}=\dfrac{3}{4}\) => CTHH: Fe3O4
Xin cảm ơn mọi người đã đọc câu hỏi này nhưng em đã nghĩ ra đáp án cho bài tập này rồi ạ
CuO + H2 => Cu +H2O
a => a => a
FexOy +yH2 => xFe + yH2O
a => ay => ax
Fe + 2Hcl => FeCl2 + h2
0,02 <= 0,02
Ta có n O p/ư= (2,4-1,76): 16=0,04= ay +y => a = 0,04/(y+1)
Mặt khác : ax= 0,02 => a =0,02/x
=> x = 2 , y =3
Fe2O3
Khối lượng chất rắn giảm chính là khối lượng oxi.
-->nO= (2,4 - 1,76)/16 = 0,04 mol -->mO=0,64(g)
Ta có nFe=nH2=0,02.-->mFe=1,12(g)
Ta có m(hỗn hợp BĐ)= mCu+mFe+mO=2,4
-->mcu= 0,64 -->nCu=0,01mol
Hỗn hợp ban đầu có: CuO: 0,01 mol
FexOy: a mol
Ta có nO=0,01+ya=0,04-->ya=0,03
nFe=xa=0,02
Ta có nFe/nO=2/3
Vậy oxit sắt là Fe2O3.
-Đặt số mol của Mg và kim loại M lần lượt là : x và y
Các phương trình hóa học:
Mg + 2HCl → MgCl2 + H2
x................................................x
2M + 2nHCl → 2MCln + nH2 (có thể có)
y...................................................\(\dfrac{ny}{2}\)
Mg + 2H2SO4 → MgSO4 + SO2 + 2H2O
x....................................................x
2M + 2mH2SO4 → M2(SO4)m + mSO2 + 2mH2O
y ..........................................................\(\dfrac{my}{2}\)
Số mol của H2 là : \(\dfrac{8,96}{22,4}\) = 0,4 mol
Số mol của SO2 là : \(\dfrac{11,2}{22,4}\) = 0,5 mol
Trường hợp 1. Kim loại M không phản ứng với dung dịch HCl.
Theo bài ra và các phương trình trên ta có :
24x + My = 16 (1)
x = 0,4 (2)
x + \(\dfrac{my}{2}\)= 0,5 (3)
Từ (1), (2), (3) ta có : M = 32m
-Nếu m = 1 → M = 32 (loại)
-Nếu m = 2 → M = 64 (Cu)
-Nếu m = 3 → M = 96 (loại)
\(\rightarrow\)Vậy kim loại M là Cu
- Trường hợp 2. Kim loại M phản ứng với dung dịch HCl.
Theo bài ra và các phương trình trên ta có :
24x + My = 16 (4)
x +\(\dfrac{ny}{2}\) = 0,4 (5)
x + \(\dfrac{my}{2}\)= 0,5 (6)
Theo (5) và (6) thấy m > n
n |
1 | 1 | 2 |
m |
2 |
3 |
3 |
x |
0,3 |
0,35 |
0,2 |
y |
0,2 |
0,1 |
0,2 |
M |
44 (loại) |
76 (loại) |
56 (Fe) |
Vậy kim loại M là Fe
\(n_{H_2}=\dfrac{4.48}{22.4}=0.2\left(mol\right)\)
\(n_{Fe}=n_{H_2}=0.2\left(mol\right)\)
\(m_{Cu}=m_{hh}-m_{Fe}=17.6-0.2\cdot56=6.4\left(g\right)\)
\(n_{Cu}=\dfrac{6.4}{64}=0.1\left(mol\right)\)
\(\Rightarrow m_{CuO}=0.1\cdot80=8\left(g\right)\)
\(m_{Fe_xO_y}=m_{hh}-m_{CuO}=24-8=16\left(g\right)\)
\(M_{Fe_xO_y}=\dfrac{16}{\dfrac{0.2}{x}}=80x\left(đvc\right)\)
\(\Leftrightarrow56x+16y=80x\)
\(\Leftrightarrow24x=16y\)
\(\Leftrightarrow\dfrac{x}{y}=\dfrac{16}{24}=\dfrac{2}{3}\)
\(CT:Fe_2O_3\)
\(Fe + 2HCl \to FeCl_2 + H_2\\ n_{Fe} = n_{H_2} = \dfrac{4,48}{22,4} = 0,2\ mol\\ \Rightarrow n_{Cu} = \dfrac{17,6-0,2.56}{64} = 0,1\ mol\)
BTNT với Fe,Cu
\(n_{CuO} = n_{Cu} = 0,1\ mol\\ n_{Fe_xO_y} = \dfrac{n_{Fe}}{x} = \dfrac{0,2}{x}mol\)
Suy ra ;
\(0,1.80 + \dfrac{0,2}{x}.(56x+16y) = 24\\ \Rightarrow \dfrac{x}{y} = \dfrac{2}{3}\)
Vậy oxit sắt cần tìm : Fe2O3