Cho hơi nước đi qua than nóng đỏ, thu được hỗn hợp khí X gồm CO, CO₂ và H₂. Cho toàn bộ X qua bình đựng dung dịch nước vôi dư thu được 10 gam kết tủa. Khí không bị hấp thụ thoát ra được dẫn qua ống đựng CuO (dư) nung nóng thu được hỗn hợp chất rắn Y. Hòa tan toàn bộ Y bằng dung dịch HNO₃ (loãng, dư) thu được 8,96 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất). Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Phần trăm thể tích khí CO trong X là

Cách 1: Tính theo PTHH

Cho hơi nước đi qua than nóng đỏ:

C +  H₂O → CO + H₂

                      a →   a

C + 2H₂O → CO₂ + 2H₂

                        b →   2b

Hỗn hợp X chứa: CO (a mol); CO₂ (b mol) và H₂ (a + 2b mol)

CO₂ + Ca(OH)₂ dư → CaCO₃ ↓ + H₂O

b →                                 b = 0,1 mol

CO + CuO dư → Cu + CO₂ (đun nóng)

a →                       a

H₂      + CuO dư → Cu + H₂O (đun nóng)

(a+2b)  →             (a+2b)

3Cu + 8HNO₃ → 3Cu(NO₃)₂  +  2NO  +  4H₂O

(2a+2b) →                             2/3.(2a+2b)

Vậy ta có: \(\left\{ \begin{array}{l}b = 0,1\\{n_{NO}} = \frac{2}{3}\left( {2{\rm{a}} + 2b} \right) = 0,4\end{array} \right. \to \left\{ \begin{array}{l}a = 0,2\\b = 0,1\end{array} \right.\)

Hỗn hợp X chứa: CO (0,2 mol); CO₂ (0,1 mol) và H₂ (0,4 mol)

⟹ %V_CO = 28,57%

Cách 2: Sử dụng bảo toàn electron

n_CO2 = n_CaCO3 = 0,1 mol

Hỗn hợp X chứa: CO (x mol); H₂ (y mol) và CO₂ (0,1 mol)

- Bảo toàn e cho phản ứng của C với H₂O → 2n_H2 = 2n_CO + 4n_CO2 → 2y = 2x + 0,4 (1)

- Trong pư khử CuO bằng CO, H₂: n_Cu = n_CO + n_H2 = x + y (mol)

- Bảo toàn e cho pư của Cu với HNO₃ → 2n_Cu = 3n_NO → 2(x + y) = 3.0,4 (2)

Giải hệ trên được x = 0,2 và y = 0,4

Hỗn hợp X chứa: CO (0,2 mol); H₂ (0,4 mol); CO₂ (0,1 mol)

⟹ %V_CO = 28,57%