khử hoàn toàn 1,16 gam một oxit kim loại X bằng CO dư ở nhiệt độ cao thu được m gam kim loại và hỗn hợp khí Y. dẫn khí Y vào bình đựng dung dịch Ba(OH)2 dư thì tạo ra 3,94 gam kết tủa. Mặt khác, hòa tan hết m gam kim loại trên trong dung dịch H2SO4 loãng thấy thoát ra 0,336 lít khí (điều kiện tiêu chuẩn). xác định công thức hỗn hợp của X
Đáp án:
Giải thích các bước giải:
$Ba(OH)_2 + CO_2 \to BaCO_3 + H_2O$
Theo PTHH :
$n_{CO_2} = n_{BaCO_3} = \dfrac{3,94}{197} = 0,02(mol)$
Bảo toàn nguyên tố với C :
$n_{CO} =n_{CO_2} = 0,02(mol)$
Bảo toàn khối lượng :
$m_{oxit} + m_{CO} = m_{kim\ loại} + m_{CO_2}$
$⇒ m_{kim\ loại} = 1,16 + 0,02.28 – 0,02.44 = 0,84(gam)$
Gọi $n$ là hóa trị của X khi phản ứng với dung dịch $H_2SO_4$
Ta có :
$n_{H_2} = \dfrac{0,336}{22,4} = 0,015(mol)$
$2X + nH_2SO_4 \to X_2(SO_4)_n + nH_2$
Theo PTHH :
$n_X = \dfrac{2}{n}.n_{H_2} = \dfrac{0,03}{n}(mol)$
$⇒ M_X = \dfrac{m}{n} = \dfrac{0,84}{\dfrac{0,03}{n}} = 28n$
Nếu $n = 1$ thì $X = 28$ → Loại
Nếu $n = 2$ thì $X = 56(Fe)$
Nếu $n = 3$ thì $X = 84$ → Loại
Gọi CT của oxit là $Fe_xO_y$
$Fe_xO_y + yCO \xrightarrow{t^o} xFe + yCO_2$
Theo PTHH :
$n_{Fe_xO_y} = \dfrac{1}{y}n_{CO_2} = \dfrac{0,02}{y}(mol)$
$⇒ m_{Fe_xO_y} = \dfrac{0,02}{y}.(56x + 16y) = 1,16$
$⇔ \dfrac{1,12x}{y} + 0,32 = 1,16$
$⇔ \dfrac{x}{y} = \dfrac{3}{4}$
Vậy, CT của oxit : $Fe_3O_4$