Hòa tan hoàn toàn 11 gam hỗn hợp X gồm Al và Fe bằng dung dịch H2SO4 ( axit sunfuric ) loãng dư . Sau khi phản ứng kết thúc thu được 8,96 lít khí ( đktc)
a, tính thành phần % về khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp X ?
b, tính khối lượng muối than thu được
c, Lượng khí hidro ở trên khử vừa đủ 23,2 gam oxit của kim loại M . Xác định công thức hóa học của oxit đó ?
Hòa tan hoàn toàn 11 gam hỗn hợp X gồm Al và Fe bằng dung dịch H2SO4 ( axit sunfuric ) loãng dư . Sau khi phản ứng kết thúc thu được 8,96 lít khí ( đk
By Ruby
Cho `11(g) Al` và `Fe` lần lượt là `x`, `y` mol.
Ta có: `m_{Al}+m_{Fe}=11g`
`=> 27x+56y=11g(1)`
`n_{H_2}=n_{\text{khí}}=\frac{8,96}{22,4}=0,4(mol)`
`a)` Phương trình:
`2Al+3H_2SO_4\to Al_2SO_4+3H_2`
`x` __ `1,5x` __ `0,5x` __ `1,5x` `(mol)`
`Fe+H_2SO_4\to FeSO_4+H_2`
`y` __ `y` __ `y` __ `y` `(mol)`
Ta nhận thấy: `n_{H_2}=1,5x+y=0,4(mol)(2)`
Từ `(1),(2)` `=> ` $\begin{cases}x=0,2(mol)\\y=0,1(mol)\\\end{cases}$
`=> %m_{Al}=\frac{27.0,2.100%}{11}\approx 49,1%`
`=> %m_{Fe}=\frac{56.0,1.100%}{11}\approx 50,9%`
`b)` Ta có: `n_{H_2SO_4}=n_{H_2}=0,4(mol)`
`=>` Bảo toàn khối lượng:
`=> m_{\text{muối}}=m_X+m_{H_2SO_4}-m_{H_2}`
`=> m_{\text{muối}}=11+0,4.98-0,4.2=49,4g`
`c)` Cho oxit của `M` có công thức là: `M_xO_y`
Ta có: `n_{H_2}=0,4(mol)`
Phương trình:
`M_xO_y+yH_2\overset{t^o}{\to}xM+yH_2O`
Ta nhận thấy: `n_{M_xO_y}=\frac{1}{y}n_{H_2}`
`=> n_{M_xO_y}=\frac{0,4}{y}(mol)`
`=> M_{M_xO_y}=\frac{m}{n}=\frac{23,2}{\frac{0,4}{y}}=58y`
`=> M_x+16y=58y`
`=> M_x=42y`
Ta có: `x \leq 3, y \leq 4 | x,y >0`
`+)` Với `(x,y)=(1;1)` `=> M=42 \text{(loại)}`.
`+)` Với `(x,y)=(2;3) => M=63 \text{(loại)}.`
`+)` Với `(x,y)=(3;4) => M=56 (Fe)`
Vậy `M` là `Fe`
`=>` Công thức hóa học của oxit đó là `Fe_3O_4`.
Đáp án:
\( \% {m_{Al}} = 49\% ; \% {m_{Fe}} = 51\% \)
\({m_{muối}} = 49,4{\text{ gam}}\)
Oxit là \(Fe_3O_4\)
Giải thích các bước giải:
Gọi số mol \(Al;Fe\) lần lượt là \(x;y\)
\( \to 27x + 56y = 11\)
Phản ứng xảy ra:
\(2Al + 3{H_2}S{O_4}\xrightarrow{{}}A{l_2}{(S{O_4})_3} + 3{H_2}\)
\(Fe + {H_2}S{O_4}\xrightarrow{{}}FeS{O_4} + {H_2}\)
Ta có:
\({n_{{H_2}}} = \frac{3}{2}{n_{Al}} + {n_{Fe}} = 1,5x + y = \frac{{8,96}}{{22,4}} = 0,4{\text{ mol}}\)
Giải được: \(x=0,2;y=0,1\)
\( \to {m_{Al}} = 0,2.27 = 5,4{\text{ gam}}\)
\( \to \% {m_{Al}} = \frac{{5,4}}{{11}} = 49\% \to \% {m_{Fe}} = 51\% \)
Ta có:
\({n_{{H_2}S{O_4}}} = {n_{{H_2}}} = 0,4{\text{ mol}}\)
BTKL:
\({m_X} + {m_{{H_2}S{O_4}}} = {m_{muối}} + {m_{{H_2}}}\)
\( \to 11 + 0,4.98 = {m_{muối}} + 0,4.2\)
\( \to {m_{muối}} = 49,4{\text{ gam}}\)
Gọi công thức của oxit là \(M_xO_y\)
Phản ứng xảy ra:
\({M_x}{O_y} + y{H_2}\xrightarrow{{{t^o}}}xM + y{H_2}O\)
\( \to {n_{{M_x}{O_y}}} = \frac{{{n_{{H_2}}}}}{y} = \frac{{0,4}}{y}\)
\( \to {M_{{M_x}{O_y}}} = xM + 16y = \frac{{23,2}}{{\frac{{0,4}}{y}}} = 58y \to M = \frac{{42y}}{x}\)
Thỏa mãn \(x=3;y=4 \to M=56 \to Fe\)
Vậy oxit là \(Fe_3O_4\)