Cho 10g hỗn hợp X gồm Cu và CuO vào dung dịch axit sunfuric đặc dư. Đun nóng để phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 2,24 lít khí Y (đktc)

a) Xác định khí Y, viết các phương trình hóa học xảy ra

b) Tính thành phần % theo khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp X

c) Cần bao nhiêu lít khí hiđro (đktc) để khử hoàn toàn hỗn hợp X?

a) Phương trình hóa học

$\begin{array}{l}Cu+2H_{2}S{O_4}_{\left(đ\right)}\to CuS{O}_4+S{O}_2+2H_{2}O\left(1\right)\\ 1 2 1 1 2\\ 0,1 \leftarrow 0,1\\ CuO+H_{2}S{O}_4\to CuS{O}_4+H_{2}O\left(2\right)\\ 11 1 1\end{array}$

Khí Y thoát ra là khí SO₂

b) Số mol khí SO₂ thoát ra là:

$n_{S{O}_2}=\frac{V_{S{O}_2}}{22,4}=0,1\left(mol\right)$

Theo phương trình (1), số mol Cu đã phản ứng là:

$n_{Cu}=n_{S{O}_2}=0,1\left(mol\right)$

Vậy khối lượng Cu trong hỗn hợp X là:

$m_{Cu}=n_{Cu}.M_{Cu}=0,1.64=6,4\left(g\right)$

Do đó thành phần phần trăm khối lượng của mỗi chất trong hỗn hợp X là:

$\begin{array}{l}\%m_{Cu}=\frac{m_{Cu}}{m_X}.100\%=\frac{6,4}{10}.100\%=64\%\\ \%m_{CuO}=100\%-\%m_{Cu}=100\%-64\%=36\%\end{array}$

c) Khí hiđro khử CuO trong hỗn hợp X thành đồng.

$\begin{array}{l}CuO+H_2\stackrel{t^o}{\to }Cu+H_{2}O\\ 11 11\\ 0,045\to 0,045\end{array}$

Số mol CuO trong hỗn hợp X là:

$n_{CuO}=\frac{m_{CuO}}{M_{CuO}}=\frac{m_X-m_{Cu}}{M_{CuO}}=\frac{10-6,4}{80}=0,045\left(mol\right)$

Theo phương trình, số mol H₂ cần dùng là:

$n_{H_2}=n_{CuO}=0,045\left(mol\right)$

Thể tích H₂ (đktc) là:

$V_{H_2}=22,4.n_{H_2}=22,4.0,045=1,008\left(lit\right)$