Nung 29 gam hỗn hợp X gồm $X_1$ ($FeCO_3$ và tạp chất trơ) và $X_2$ ($FeS_2$ và tạp chất trơ) với lượng không khí (20% $O_2$ và 80% $N_2$ theo thể tích) vừa đủ trong bình 5 lít. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được chất rắn $X_3$ và hỗn hợp khí $Y$ có tỉ khối so với $H_2$ bằng 17. Nung $X_3$ trong ống sứ rồi cho luồng khí $CO$ đi qua. Sau khi phản ứng xong thu được chất rắn trong đó có chứa 6,72 gam $Fe$ (H% khử oxit = 80%). a) Tính khối lượng của $X_1$, $X_2$ ban đầu, biết phần trăm khối lượng tạp chất trong $X_1$, $X_2$ đầu bằng nhau. b) Tính áp suất của bình sau khi nung đã đưa về $136,5^{o}C$, dung tích bình không đổi.

Giải thích các bước giải:

1. a)Gọi số mol của FeCO₃: x (mol) ;

số mol của FeS₂: y (mol)

4FeCO₃ + O₂ → Fe₂O₃ + 4CO₂↑

x         → 0,25x             → x        (mol)

4FeS₂ +11O₂ → 2Fe₂O₃ + 8SO₂↑

y       → 2,75y             → 2y        (mol)

∑ n_O2 = 0,25x + 2,75y (mol)

Cùng điều kiện về nhiệt độ và áp suất nên tỉ lệ về thể tích = tỉ lệ về số mol

=> n_N2 = 4n_O2 = 4(0,25x + 2,75y)

=> n_N2 = x + 11y (mol)

Vậy hỗn hợp Y gồm:

Khối lượng Fe có trong Z là:

Vì H = 80% => n_Fe2O3 (trong X) = 0,12. 100% : 80% = 0,15 (mol)

n_{Fe2O3 dư (trong Z)} = 0,15 – 0,12 = 0,03 (mol)

Khối lượng tạp chất trong Z = 27,96 – m_Fe – m_{Fe2O3 dư} = 27,96 – 0,24.56 – 0,03.160 = 9,72 (g)

Bảo toàn nguyên tố Fe => n_FeCO3 + n_FeS2 = 2n_{Fe2O3(trong X)}

=> x + y = 0,3 (2)

Từ (1) và (2) => x = 0,18 và y = 0,12 (mol)

Áp dụng công thức PV = nRT  ( với n = n_CO2 + n_SO2 + n_N2 = 0,18 + 2. 0,12 + 0,18 +11.0,12 = 1,92)

=> P.10 = 1,92.0,082. (136,5 +273)

=> P = 6,447 ( atm) ≈ 6,5 (atm)

Ta có: m_A = m_FeCO3 + m_FeS2 + m_{tạp chất} = 0,18.116 + 0,12.120 + 9,72 = 45 (g)

1. b)hỗn hợp Y gồm:

Cho hỗn hợp Y qua O₂ ( xúc tác V₂O₅ ) có phản ứng sau: