Hỗn hợp A gồm Al2O3 và Fe2O3. Dẫn khí CO qua 10,55g 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 2,5g kết tủa. Đem hỗn hợp B tác dụng vừa đủ với 0,5 lít dung dịch H2SO4 loãng 0,5M thì có 1,12 lít khí thoát ra (đktc). Viết PTHH xảy ra và tính % khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp A.
Đáp án:
Gọi số mol của Al2O3 và Fe2O3 trong A1 lần lượt là a và b (a0, b0)
Số mol oxi nguyên tử trong A1 là: n0 = 3a + 3b
Theo giả thiết ta tính được:
nH2SO4 = 1.0,5 = 0,5 (mol)
Các phản ứng có thể xảy ra:
3 Fe2O3 + CO 2Fe3O4 + CO2 (1)
2Fe3O4 + CO 3FeO + CO2 (2)
FeO + CO Fe + CO2 (3)
CO2 + Ca(OH)2 (dư) CaCO3 + H2O (4)
nCO2 = nCaCO3 = = 0,05 (mol)
A2 gồm: Al2O3; Fe2O3; Fe3O4; FeO; Fe.
Khí A3 là CO và CO2; A2 tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng thu được khí đó là khí H2
Oxit + H2SO4 H2O + Muối (5)
0,4 (mol)
Fe + H2SO4 FeSO4 + H2 (6)
0,1 0,1 0,1 mol
nH2 = = 0,1 (mol)
số mol nguyên tử oxi trong A1 bằng tổng số mol nguyên tử oxi trong A2 và số mol nguyên tử oxi chuyển từ CO thành CO2 (hay số mol CO2)
Mà số mol nguyên tử oxi trong A2 bằng số mol H2SO4 đã phản ứng trong (5)
Mà nH2SO4 (5) = nH2SO4 (ban đầu) – nH2SO4 (6) = nH2SO4 (ban đầu) – nH2 (6)
Do vậy ta có phương trình:
3a + 3b = 0,5 – nH2 (6) + 0,05 3a + 3b = 0,5 – 0,1 + 0,05 = 0,45 (I)
Mặt khác: mhỗn hợp = 102a + 160b = 21,1 (g) (II)
Giải (I) và (II) ta thu được nghiệm: a= 0,05 và b= 0,1
%mAl2O3 = .100% = 21,17%
%m Fe2O3 = 100% – 21,17% = 75,83%
Giải thích các bước giải: