Cho một luồng khí H2 dư qua 54,4 gam hỗn hợp gồm CuO và một oxit sắt nung nóng . Sau pứ hoàn toàn thu được 40 gam chất rắn và m gam nước . CHo lượng chất rắn tác dụng với dung dịch HCl dư thu được m1 gam chất rắn không tan và 13,44 lít H2 ( đktc ) . Xác định công thức hóa học của oxit sắt và tính m và m1

Đáp án:

Oxit là \(Fe_3O_4\)

\(m = 16,2{\text{ gam}}\)

\({{\text{m}}_1} = 6,4{\text{ gam}}\)

Giải thích các bước giải:

 Gọi công thức của oxit sắt là \(Fe_xO_y\)

Phản ứng xảy ra:

\(CuO + {H_2}\xrightarrow{{{t^o}}}Cu + {H_2}O\)

\(F{e_x}{O_y} + y{H_2}\xrightarrow{{{t^o}}}xFe + y{H_2}O\)

Sau phản ứng rắn gồm \(Cu;Fe\)

Cho hỗn hợp tác dụng với \(HCl\) thì rắn không tan là \(Cu\)

\(F{\text{e}} + 2HCl\xrightarrow{{}}F{\text{e}}C{l_2} + {H_2}\)

Ta có:

\({n_{{H_2}}} = \frac{{13,44}}{{22,4}} = 0,6{\text{ mol = }}{{\text{n}}_{F{\text{e}}}}\)

\( \to {m_{F{\text{e}}}} = 0,6.56 = 33,6{\text{ gam}} \to {{\text{m}}_1} = {m_{Cu}} = 40 - 33,6 = 6,4{\text{ gam}}\)

\( \to {n_{Cu}} = \frac{{6,4}}{{64}} = 0,1{\text{ mol = }}{{\text{n}}_{CuO}} \to {m_{CuO}} = 0,1.80 = 8{\text{ gam}}\)

\( \to {m_{F{{\text{e}}_x}{O_y}}} = 54,4 - {m_{CuO}} = 54,4 - 8 = 46,4{\text{ gam}}\)

Ta có:

\({n_{F{{\text{e}}_x}{O_y}}} = \frac{{{n_{F{\text{e}}}}}}{x} = \frac{{0,6}}{x} \to {M_{F{{\text{e}}_x}{O_y}}} = 56{\text{x}} + 16y = \dfrac{{46,4}}{{\dfrac{{0,6}}{x}}} = \frac{{232{\text{x}}}}{3} \to \frac{{64{\text{x}}}}{3} = 16y \to x:y = 16:\frac{{64}}{3} = 3:4\)

Oxit là \(Fe_3O_4\)

\({n_{{H_2}O}} = {n_{CuO}} + 4{n_{F{{\text{e}}_3}{O_4}}} = 0,1 + \frac{{0,6}}{3}.4 = 0,9{\text{ mol}}\)

\( \to m = {m_{{H_2}O}} = 0,9.18 = 16,2{\text{ gam}}\)