Dùng V lít khí CO khử hoàn toàn 4 gam một oxit kim loại, phản ứng kết thúc thu được kim loại

Vietjack.me giới thiệu bộ câu hỏi ôn tập Hóa có đáp án được biên soạn bám sát chương trình học giúp bạn ôn luyện và bổ sung kiến thức môn Hóa tốt hơn. Mời các bạn đón xem:

1 1,131 13/08/2023


Dùng V lít khí CO khử hoàn toàn 4 gam một oxit kim loại, phản ứng kết thúc thu được kim loại

Đề bài: Dùng V lít khí CO khử hoàn toàn 4 gam một oxit kim loại, phản ứng kết thúc thu được kim loại và hỗn hợp khí X. Tỷ khối của X so với H2 là 19. Cho X hấp thụ hoàn toàn vào 2,5 lít dung dịch Ca(OH)2 0,025M người ta thu được 5 gam kết tủa.
a. Xác định kim loại và công thức hoá học của oxit đó.

b. Tính giá trị của V và thể tích của SO2 (đktc) tạo ra khi cho lượng kim loại thu được ở trên tan hết vào dung dịch H2SO4 đặc, nóng dư.

Lời giải

- Gọi CTHH của oxit kim loại là M2On (nN*)

Phản ứng khi dùng khí CO khử oxit kim loại:

M2On + nCO t° 2M + nCO2 (1)

Hỗn hợp khí X gồm: CO dư, CO2.

dX/H2=19MX=19.2=38(g/mol)

Áp dụng sơ đồ đường chéo, ta có:

nCOdunCO2=610=0,6nCOdu=0,6nCO2

- Khi hấp thụ hỗn hợp khí X (gồm CO, CO2) vào dung dịch chứa Ca(OH)2 thì có thể xảy ra các phản ứng:

CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O (2)

CO2 + CaCO3 + H2O → Ca(HCO3)2 (3)

nCa(OH)2 = 2,5.0,025 = 0,0625 (mol)

nCaCO3=5100=0,05(mol)

nCaCO3<nCa(OH)2 nên xét 2 trường hợp:

+ TH1: Ca(OH)2 dư, xảy ra phản ứng (2).

Khi đó, nCO2=nCaCO3=0,05(mol)

nCO dư = 0,6.0,05 = 0,03 (mol)

Theo (1), nM2On=1nnCO2=0,05n(mol)

MM2On=2MM+16n            =40,05n=80n(g/mol)

→ MM = 32n

Với n = 2MM = 64 (g/mol) thì M: Cu (thỏa mãn).

Khi đó CTHH của oxit là CuO.

+ TH2: CO2 dư hòa tan 1 phần kết tủa, xảy ra phản ứng (2) hoàn toàn và 1 phần (3).

Theo (2),

 nCa(OH)2=nCaCO3=0,0625(mol)nCaCO3(3)=0,06250,05=0,0125(mol)nCO2=nCa(OH)2+nCaCO3(3)

=0,0625+0,0125=0,075(mol)

nCO dư = 0,6.0,075 = 0,045 (mol)

Theo (1), nM2On=1nnCO2=0,075n(mol) 

MM2On=2MM+16n=40,075n=1603n(g/mol)→ MM = 563n(g/mol)

Với n = 3MM = 56 (g/mol) thì M: Fe (thỏa mãn).

Khi đó CTHH của oxit là Fe2O3.

b, Phản ứng khử oxit kim loại bởi CO:

M2On + nCO t° 2M + nCO2

Do đó nCO p= nCO2

+ Với trường hợp oxit kim loại phản ứng là CuOnCO2=0,05 (mol) 

thì nCO p= 0,05 (mol)

nCO bđ = 0,05 + 0,03 = 0,08 (mol)

V = 0,08.22,4 = 1,792 (l)

+ Với trường hợp oxit kim loại phản ứng là Fe2O3, nCO2 = 0,075 (mol)

thì nCO p = 0,075 (mol)

nCO bđ = 0,075 + 0,045 = 0,12 (mol)

V = 0,12.22,4 = 2,688 (l)

1 1,131 13/08/2023