Hỗn hợp A gồm Al2O3 và Fe2O3. Dẫn khí CO qua 10,55 gam A và nung nóng thu được hỗn hợp rắn B gồm 5 chất và hỗn hợp khí D. Dẫn D qua dung dịch Ca(OH)2 dư có 2,5 gam kết tủa. Đem hỗn hợp B tác dụng vừa đủ với 0,5 lít dung dịch H2SO4 loãng 0,5 M thì có 1,12 lít khí thoát ra (đktc). Viết pt hóa học xảy ra và tính % khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp A.
Đáp án:
$ \% {m_{A{l_2}{O_3}}} = 24,17\% $
$ \% {m_{F{e_2}{O_3}}} = 75,83\% $
Giải thích các bước giải:
$3CO + F{e_2}{O_3} \to 2Fe + 3C{O_2}$
$CO + F{e_2}{O_3} \to 2FeO + C{O_2}$
$CO + 3F{e_2}{O_3} \to 2F{e_3}{O_4} + C{O_2}$
$C{O_2} + Ca{(OH)_2} \to CaC{O_3} + {H_2}O$
$Fe + {H_2}S{O_4} \to FeS{O_4} + {H_2}$
$FeO + {H_2}S{O_4} \to FeS{O_4} + {H_2}O$
$F{e_3}{O_4} + 4{H_2}S{O_4} \to FeS{O_4} + F{e_2}{(S{O_4})_3} + 4{H_2}O$
$F{e_2}{O_3} + 3{H_2}S{O_4} \to F{e_2}{(S{O_4})_3} + 3{H_2}O$
$A{l_2}{O_3} + 3{H_2}S{O_4} \to A{l_2}{(S{O_4})_3} + 3{H_2}O$
Gọi x, y là số mol $A{l_2}{O_3};F{e_2}{O_3}$
$ \Rightarrow 102x + 160y = 10,55$ (1)
${n_{{H_2}S{O_4}}} = 0,25mol;{n_{{H_2}}} = 0,05mol$
Bảo toàn nguyên tố $H$:
${n_{{H_2}O}} = {n_{{H_2}S{O_4}}} – {n_{{H_2}}} = 0,25 – 0,05 = 0,2mol$
$ \Rightarrow {n_{O(B)}} = {n_{{H_2}O}} = 0,2mol$
Bảo toàn nguyên tố $C$:
${n_{CO}} = {n_{C{O_2}}} = {n_{CaC{O_3}}} = 0,025mol$
Bảo toàn nguyên tố $O$:
${n_{O(A)}} + {n_{CO}} = {n_{O(B)}} + 2{n_{C{O_2}}}$
$ \Rightarrow {n_{O(A)}} = 0,2 + 0,025.2 – 0,025 = 0,225mol \\\Rightarrow 3x + 3y = 0,225\,\,(2)$
Từ (1) và (2) $ \Rightarrow \left\{ \begin{gathered}
x = 0,025 \hfill \\
y = 0,05 \hfill \\
\end{gathered} \right.$
$ \Rightarrow \% {m_{A{l_2}{O_3}}} = \dfrac{{0,025.102}}{{10,55}}.100\% = 24,17\% $
$ \Rightarrow \% {m_{F{e_2}{O_3}}} = 100 – 24,17 = 75,83\% $
Đáp án:
\(\%m_{Al_2O_3}=24,17\%; \%m_{Fe_2O_3}=75,83\%\)
Giải thích các bước giải:
Giải hệ phương trình, ta được: a = 0,025; b = 0,05
\(\to m_{Al_2O_3}=102\cdot 0,025=2,55\ \text{gam}\to \%m_{Al_2O_3}=\dfrac{2,55}{10,55}\cdot 100\%=24,17\%\to \%m_{Fe_2O_3}=100\%-24,17\%=75,83\%\)