Khử hoàn toàn 17,28 gam hỗn hợp A gồm 2 oxit CuO và oxit kim loại M, cần dùng hết 5,824 (l) khí H2. Sau khi phản ứng kết thúc thu được hỗn hợp chất rắn gồm 2 kim loại. Đem hỗn hợp kim loại này cho tác dụng với dung dịch HCl dư, thu được 2,688 (l) khí hidro và còn lại 6,4 gam chất rắn không tan. Biết V khí đo ở điều kiện tiêu chuẩn.
a. Tính phần trăm khối lượng mỗi oxit có trong hỗn hợp A?
b. Tìm kim loại M và công thức hóa học oxit của nó.
Giải thích các bước giải:
a.
Gọi oxit kim loại M là $M_xO_y$
PTHH:
$CuO+H_2\xrightarrow{t^\circ} Cu + H_2O\ (1)$
$M_xO_y+yH_2 \xrightarrow{t^\circ} xM + yH_2O\ (2)$
$2M+2nHCl \to 2MCl_n+nH_2\ (3)$
$n_{Cu}=\dfrac{6,4}{64}=0,1\ (mol)$
BTNT Cu: $n_{CuO}=n_{Cu}=0,1\ (mol)$
$⇒m_{CuO}=0,1.80=8\ (gam)$
$⇒\%m_{CuO}=\dfrac 8{17,28}\cdot 100\%=46,3\%$
$⇒\%m_{M_xO_y}=100\%-46,3\%=53,7\%$
b.
$n_{H_2\ (1)}=n_{CuO}=0,1\ (mol)$
$n_{H_2\ (1),(2)}=\dfrac{5,824}{22,4}=0,26\ (mol)$
$⇒n_{H_2\ (2)}=0,26-0,1=0,16\ (mol)$
Theo PTHH $(2),$ ta có:
$n_{M_xO_y}=\dfrac 1y\cdot n_{H_2\ (2)}=\dfrac{0,16}y\ (mol)$
$⇒n_M=\dfrac{0,16x}y\ (mol)$
$n_{H_2\ (3)}=\dfrac{2,688}{22,4}=0,12\ (mol)$
Theo PTHH $(3),$ ta có:
$n_M=\dfrac 2n\cdot n_{H_2\ (3)}=\dfrac{0,24}n\ (mol)$
$\Rightarrow \dfrac{0,16x}y=\dfrac{0,24}n\Rightarrow 0,16xn=0,24y\Rightarrow n=\dfrac{0,24y}{0,16x}=\dfrac{2y}x.\dfrac 34$
Vì n là hóa trị của kim loại nên $1\leqslant n\leqslant 3$
$\Rightarrow\begin{cases}n=2\\ \dfrac{2y}x=\dfrac 83\end{cases}$
$⇒M$ là $Fe,$ oxit là $Fe_3O_4$