Khử hoàn toàn một lượng oxit sắt FexOy bằng H2 nóng, dư. Hơi nước tạo ra được hấp thụ hết vào 150 gam dung dịch H2SO4 98% thì thấy nồng độ axit còn lại là 89,416%. Chất rắn thu được sau phản ứng khử trên được hòa tan hoàn toàn bằng dung dịch HCl thì thoát ra 13,44 lít H2 (đktc). Tìm công thức của oxit sắt trên.

Đáp án:

Fe₃O₄

Giải thích các bước giải:

Fe_xO_y + yH₂     → xFe + yH₂O        (1)

a mol                    ax        ay

Fe + 2HCl    → FeCl₂ + H_{2             (2)}

ax mol            ax

ta có: 98/ 100 + m H2O  . 100 = 98 - 3,405 = 94, 595 

=> m H2O  = 3,6 gam => n H2O = 0,2 mol

Gọi a là số mol của Fe_xO_y

(1) => Số mol nước : ay= 0,2 mol

(2) => số mol H₂: ax= 3,36/ 22,4  = 0,15 mol

từ (1), (2) => ax/ ay= x/ y= 0,15 / 0,2 = 3/ 4

vậy công thức của oxit sắt là Fe₃O₄

$PTHH:Fe_xO_y+yH_2\xrightarrow{t^o}xFe+yH_2O(1)$

$Fe+2HCl\to FeCl_2+H_2(2)$

$m_{H_2SO_4}=150.98\%=147(g)$

$\Rightarrow m_{\text{dd sau}}=\dfrac{147}{89,416\%}\approx 164,4(g)$

$\Rightarrow m_{H_2O}=164,4-150=14,4(g)$

$\Rightarrow n_{H_2O}=\dfrac{14,4}{18}=0,8(mol)$

Theo PT(2): $n_{Fe}=n_{H_2}=\dfrac{13,44}{22,4}=0,6(mol)$

Theo PT(1): $n_{Fe}.y=n_{H_2O}.x$

$\Rightarrow 0,6.y=0,8.x$

$\Rightarrow \dfrac{x}{y}=\dfrac{3}{4}$

Vậy CT oxit là $Fe_3O_4$