Dẫn luồng khí H2 (dư) đi qua ống sứ đựng 30,72 gam hỗ hợp (X) gồm Fe3O4, MgO và CuO nung nóng. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 24,96 gam chất rắn. Mặt khác 0,18 mol hỗn hợp (X) tác dụng vừa đủ với 270 ml dung dịch HCl 2M. Viết phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra và tính phần trăm số mol của mỗi chất trong hỗn hợp (X).

Đáp án:

%nFe3O4 = 16,67%

%nMgO = 50%

%nCuO = 33,33%

Giải thích các bước giải:

Gọi số mol Fe3O4, MgO, CuO lần lượt là x, y, z

232x+40y+80z = 30,72 (1)

$\left\{ \matrix{

F{e_3}{O_4} \hfill \cr

MgO \hfill \cr

CuO \hfill \cr} \right.\buildrel { + {H_2}} \over

\longrightarrow \left\{ \matrix{

Fe \hfill \cr

MgO \hfill \cr

Cu \hfill \cr} \right.$

Fe3O4 + 4H2 → 3Fe +4H2O

CuO + H2→Cu +H2O

Khối lượng chất rắn sau phản ứng:

168x + 40y + 64z= 24,96 (2)

Coi 0,18 mol X nặng gấp a lần 30,72g X

→ a(x+y+z) = 0,18 (3)

nHCl = 0,27.2 = 0,54 mol

$\left\{ \matrix{

F{e_3}{O_4} \hfill \cr

MgO \hfill \cr

CuO \hfill \cr} \right.\buildrel { + HCl} \over

\longrightarrow \left\{ \matrix{

FeC{l_2} \hfill \cr

FeC{l_3} \hfill \cr

MgC{l_2} \hfill \cr

CuC{l_2} \hfill \cr} \right. + {H_2}O$

Fe3O4 + 8HCl →FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O

MgO +2HCl →MgCl2 + H2O

CuO +2HCl → CuCl2 + H2O

Bảo toàn nguyên tố H: nH2O = 1/2nHCl = 0,27mol

Bảo toàn nguyên tố O: a(4x+y+z) = 0,27 (4)

Lấy (3) : (4) ta được: 4x+y+z = 1,5(x+y+z) (5)

Từ (1), (2) và (5) $\left\{ \matrix{

x = 0,06 \hfill \cr

y = 0,18 \hfill \cr

z = 0,12 \hfill \cr} \right.$

nX = 0,06+0,18+0,12=0,36mol

%nFe3O4 = 0,06:0,36. 100% =16,67%

%nMgO = 0,18;0,36.100%=50%

%nCuO = 0,12:0,36.100% = 33,33%

Đáp án:

Giải thích các bước giải: