50 bài toán về khử oxit kim loại bằng C, H2, CO, kim loại mạnh (có đáp án 2024) – Hoá học 12

Các dạng toán khử oxit kim loại bằng C, H₂, CO, kim loại mạnh và cách giải – Hoá học lớp 12

A. Lý thuyết ngắn gọn

Chất khử C, H₂, CO, kim loại mạnh có thể khử kim loại trong oxit ở nhiệt độ cao.

Ví dụ:

Fe₂O₃ + 3CO $\stackrel{\mathrm{t}°}{\to }$ 2Fe + 3CO₂

Cr₂O₃ + 2Al $\stackrel{\mathrm{t}°}{\to }$ Al₂O₃ + 2Cr

Chú ý:

Chất chỉ khử được oxit của kim loại sau Al.

Phương pháp này được sử dụng để sản xuất kim loại trong công nghiệp. Chất khử hay được sử dụng trong công nghiệp là C .

B. Phương pháp giải

Viết phương trình hóa học và tính theo phương trình hóa học

${\mathrm{M}}_{\mathrm{x}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{y}}+\left\{\begin{array}{l}\mathrm{CO}\\ {\mathrm{H}}_2\end{array}\right.\stackrel{{\mathrm{t}}^0}{\to }\mathrm{M}+\left\{\begin{array}{l}{\mathrm{CO}}_2\\ {\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\end{array}\right.$

Chú ý:

M là các kim loại sau Al trong dãy điện hóa.

+ Công thức tính nhanh

$\left\{\begin{array}{l}{\mathrm{n}}_{\mathrm{O}\left(\mathrm{trong}\mathrm{oxit}\mathrm{phan}\mathrm{ung}\right)}={\mathrm{n}}_{\mathrm{CO}\left(\mathrm{phan}\mathrm{ung}\right)}={\mathrm{n}}_{{\mathrm{CO}}_2}\\ {\mathrm{n}}_{\mathrm{O}\left(\mathrm{trong}\mathrm{oxit}\mathrm{phan}\mathrm{ung}\right)}={\mathrm{n}}_{{\mathrm{H}}_2\left(\mathrm{phan}\mathrm{ung}\right)}={\mathrm{n}}_{{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}}\end{array}\right.$

Nếu hỗn hợp hai khí:

${\mathrm{n}}_{\mathrm{O}\left(\mathrm{trong}\mathrm{oxit}\mathrm{phan}\mathrm{ung}\right)}={\mathrm{n}}_{\mathrm{CO}+{\mathrm{H}}_2\left(\mathrm{phan}\mathrm{ung}\right)}$

+ Bảo toàn khối lượng:

$\left\{\begin{array}{l}{\mathrm{m}}_{\mathrm{oxit}}+{\mathrm{m}}_{\mathrm{CO}/{\mathrm{H}}_2}={\mathrm{m}}_{\mathrm{chat}\mathrm{ran}\mathrm{spu}}+{\mathrm{m}}_{{\mathrm{CO}}_2/{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}}\\ {\mathrm{m}}_{\mathrm{oxit}}={\mathrm{m}}_{\mathrm{kim}\mathrm{loai}}+{\mathrm{m}}_{\mathrm{O}\left(\mathrm{trong}\mathrm{oxit}\right)}\\ {\mathrm{m}}_{\mathrm{O}\left(\mathrm{trong}\mathrm{oxit}\mathrm{phan}\mathrm{ung}\right)}={\mathrm{m}}_{\mathrm{chat}\mathrm{ran}\mathrm{giam}}\end{array}\right.$

C. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Cho luồng khí CO (dư) đi qua 4,8 gam hỗn hợp X gồm CuO và Fe₂O₃ (tỉ lệ mol là 1:1) nung nóng đến khi phản ứng hoàn toàn, thu được m gam chất rắn. Giá trị của m là

A. 3,52.

B. 4,48.

C. 2,40.

D. 4,16.

Lời giải chi tiết

Gọi số mol của CuO và Fe₂O₃ là a mol

Ta có:

$\mathrm{a}=\frac{4,8}{80+160}=0,02\mathrm{mol}$

Phương trình hóa học:

CuO + CO $\stackrel{\mathrm{t}°}{\to }$ Cu + CO2

0,02 $\to$ 0,02

Fe₂O₃ + 3CO $\stackrel{\mathrm{t}°}{\to }$ 2Fe + 2CO₂

0,02 $\to$ 0,04

→ m_{chất rắn} = m_Cu + m_Fe = 0,02.64 + 0,04.56 = 3,52 gam

Chọn A.

Ví dụ 2: Khử hoàn toàn a gam oxit Fe₃O₄ cần dùng 2,24 lít khí H₂ (đktc). Giá trị của a là

A. 5,8.

B. 23,2.

C. 11,6.

D. 17,4.

Lời giải chi tiết

${\mathrm{n}}_{{\mathrm{H}}_2}=\frac{2,24}{22,4}=0,1\mathrm{mol}$

Phương trình hóa học:

${\mathrm{Fe}}_3{\mathrm{O}}_4+4{\mathrm{H}}_2\stackrel{{\mathrm{t}}^0}{\to }3\mathrm{Fe}+4{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$

Theo phương trình:

${\mathrm{n}}_{{\mathrm{Fe}}_3{\mathrm{O}}_4}=\frac{1}{4}{\mathrm{n}}_{{\mathrm{H}}_2}=\frac{1}{4}.0,1=0,025\mathrm{mol}$

$\to \mathrm{a}={\mathrm{m}}_{{\mathrm{Fe}}_3{\mathrm{O}}_4}=0,025.232=5,8\mathrm{g}$

Chọn A.

Ví dụ 3: Để khử hoàn toàn 19,36 gam hỗn hợp CuO, FeO, Fe₂O₃, Fe₃O₄ cần dùng 7,392 lít khí CO (ở đktc). Khối lượng chất rắn sau phản ứng là

A. 14,8 gam.

B. 15,08 gam.

C. 10,05 gam.

D. 10,45 gam.

Lời giải chi tiết

${\mathrm{n}}_{\mathrm{CO}}=\frac{7,392}{22,4}=0,33\mathrm{mol}$

Ta có: n_{O trong oxit phản ứng} = n_{CO phản ứng} = 0,33 mol

→ m_{chất rắn giảm} = m_{O trong oxit phản ứng} = 0,33.16 = 5,28 gam

Khối lượng chất rắn sau phản ứng là:

m_{chất rắn sau phản ứng} = m_{chất rắn ban đầu} – m_{chất rắn giảm}

= 19,36 – 5,28 = 14,08 gam

Chọn A.

D. Bài tập tự luyện

Câu 1: Khử 16 gam Fe₂O₃ bằng CO dư, sản phẩm khi cho vào bình đựng nước vôi trong dư thu được a gam kết tủa. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Giá trị của a là

A. 30.

B. 20.

C. 10.

D. 40.

Câu 2: Trong bình kín có chứa 0,5 mol CO và m gam Fe₃O₄. Đun nóng bình cho tới khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được hỗn hợp khí có tỉ khối so với CO ban đầu là 1,457. Giá trị của m là

A. 16,8.

B. 21,5.

C. 22,8.

D. 23,2.

Câu 3: Để khử hoàn toàn 19,6 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe₂O₃ cần dùng vừa đủ 2,24 lít H₂ (đktc). Khối lượng Fe thu được là

A. 15 gam

B. 16 gam

C. 17 gam

D. 18 gam

Câu 4: Cho V lít khí CO (ở đktc) phản ứng với một lượng dư hỗn hợp chất rắn gồm CuO và Fe₃O₄ nung nóng. Sau khi phản ứng hoàn toàn, khối lượng hỗn hợp chất rắn giảm 0,32 gam. Giá trị của V là

A. 0,112

B. 0,224

C. 0,448

D. 0,560

Câu 5: Cho luồng khí CO (dư) đi qua 9,1 gam hỗn hợp gồm CuO và Al₂O₃ nung nóng đến khi phản ứng hoàn toàn, thu được 8,3 gam chất rắn. Khối lượng CuO có trong hỗn hợp ban đầu là

A. 4,0 gam

B. 8,3 gam

C. 2,0 gam

D. 0,8 gam

Câu 6: Cho khí CO qua ống chứa 15,2 gam hỗn hợp gồm CuO và FeO nung nóng. Sau một thời gian thu được hỗn hợp khí B và 13,6 gam chất rắn C. Cho B tác dụng với dung dịch Ca(OH)₂ dư thu được m gam kết tủa. Giá trị của m là

A. 15

B. 10

C. 20

D. 25

Câu 7: Dẫn luồng khí CO dư đi qua 2,4 gam hỗn hợp CuO và Fe₂O₃ nung nóng đến phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 1,76 gam chất rắn. Phần trăm khối lượng CuO có trong hỗn hợp ban đầu là

A. 47,06%

B. 26,67%

C. 66,67%

D. 33,33%

Câu 8: Cho V lít (đktc) khí H₂ đi qua bột CuO đun nóng, thu được 38,4 gam Cu. Nếu cho V lít khí H₂ đi qua bột Fe₂O₃ đun nóng thì lượng Fe thu được là

A. 25,2 gam

B. 26,4 gam

C. 22,4 gam

D. 33,6 gam

Câu 9: Cho 4,48 lít khí CO (đktc) phản ứng với 8 gam một oxit kim loại, sau khi phản ứng hoàn toàn, thu được m gam kim loại và hỗn hợp khí có tỉ khối so với H₂ là 20. Giá trị của m là

A. 7,2

B. 3,2

C. 6,4

D. 5,6

Câu 10: Cho m gam hỗn hợp X gồm CuO, Fe₂O₃, FeO tác dụng vừa đủ với 100 ml dung dịch chứa H₂SO₄ 1M và HCl 1M. Để khử hoàn toàn m gam hỗn hợp X (nung nóng) cần tối thiểu V lít khí CO (đktc). Giá trị của V là

A. 4,48

B. 6,72

C. 3,36

D. 1,12

ĐÁP ÁN

Xem thêm các dạng bài tập và công thức Hoá học lớp 12 hay, chi tiết khác:

Các dạng bài toán điện phân và cách giải

Trắc nghiệm lý thuyết Chương 6 Kim loại kiềm, kiềm thổ, nhôm có lời giải

Bài tập xác định kim loại và cách giải

Các dạng toán cho hỗn hợp kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ, nhôm tác dụng với nước và cách giải

Các dạng toán CO2, SO2 tác dụng với dung dịch kiềm và cách giải