Để hoà tan hoàn toàn 9,2 gam hỗn hợp X gồm kim loại Fe và một oxit của kim loại Fe
cần dùng vừa hết 160ml dung dịch HCl 2M, còn nếu dẫn luồng H2 dư đi qua 9,2 gam hỗn hợp X
nung nóng, sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 7,28 gam chất rắn. Tìm công thức của
oxit kim loại trong hỗn hợp X.
$m_{O(X)}=9,2-7,28=1,92g$
$\Rightarrow n_O=\dfrac{1,92}{16}=0,12 mol$
Coi X gồm Fe đơn chất (a mol), Fe trong oxit (b mol) và O trong oxit.
$\Rightarrow 56a+56b+1,92=9,2$ (1)
$n_{HCl}=n_H=0,16.2=0,32 mol$
$2H+O\to H_2O$
$\Rightarrow n_{HCl\text{+oxit}}=0,12.2=0,24 mol$
$\Rightarrow n_{HCl\text{+Fe đơn chất}}=0,32-0,24=0,08 mol$
$\Rightarrow 2a=0,08$ (2)
(1)(2)$\Rightarrow a=0,04; b=0,09$
$n_{Fe} : n_O = 0,09:0,12=3:4$
Vậy oxit là $Fe_3O_4$
Gọi $Fe_xO_y$
$Fe_xO_y + yH_2 —> xFe + yH_2O$
0.13 mol
$n_{Fe}= \dfrac{7,28}{56}=0,13mol$
=> $n{Fe/Fe_xO_y} + n_{Fe}= 0,13mol$ (1)
$n_{O_2}=0,06 => n_O =0,12mol$
$n_{HCl}=2.0,16= 0,32mol$
Bảo toàn nguyên tố O
=> $n_{O/Fe_xO_y}= n_{O/H_2O}= 0,12mol$
$Fe+ 2HCl —> FeCl_2 + H_2 $
0,04 0,08 mol
$Fe_xO_y + 2yHCl —> xFeCl_y + yH_2O$
0,24 0,12 mol
(1)=> $n_{Fe/Fe_xO_y} + n_{Fe}= 0,13mol$
=> => $n_{Fe/Fe_xO_y}= 0,09mol$
$\dfrac{x}{y}=\dfrac{n_{Fe/Fe_xO_y}}{n_{O}}=\dfrac{0,09}{0,12}=\dfrac{3}{4}$
Vậy công thức $Fe_3O_4$