Khử hoàn toàn 24 gam hỗn hợp oxit CuO và FexOy bằng H2 thu được 17,6g hỗn hợp 2 kim loại. Cho toàn bộ kim loại vào 500ml dung dịch HCl 1M, phản ứng kết thúc thấy axit dư 20%. Viết các phương trình phản ứng xảy ra và xác định công thức oxit sắt.

Đáp án+Giải thích các bước giải:

 `CuO + H_2` $\xrightarrow{t^o}$ `Cu + H_2O` 

`Fe_xO_y + yH_2` $\xrightarrow{t^o}$ `xFe + yH_2O` 

`Fe + 2HCl -> FeCl_2 + H_2` 

`n_{HCl} = 0,5.1 = 0,5` (mol)

`n_{HCl (pư)} = 0,5. 80% = 0,4` (mol)

`n_{Fe} = 1/2 n_{HCl (pư)} = 1/2 .0,4 = 0,2` (mol) 

`->` `n_{Fe_xO_y} = (0,2)/x` (mol)

`m_{Fe} = 0,2. 56 = 11,2` 

`->` `m_{Cu} = 17,6 - 11,2 = 6,4` (g) 

`->` `n_{Cu} = (6,4)/64 = 0,1` (mol)

`n_{CuO} = n_{Cu} = 0,1`

`->` `m_{CuO} = 0,1.80 = 8` (g) 

`->` `m_{Fe_xO_y} = 24-8 = 16`

ta có phương trình

`(0,2)/x = (16)/(56x+16y)` 

`->` `x/y = 2/3` 

`->` CTHH của oxit sắt là `Fe_2O_3` 

Phản ứng xảy ra:

$\rm CuO+H_2 \xrightarrow[]{t^o}H_2O+Cu$

$\rm Fe_xO_y+yH_2 \xrightarrow[]{t^o}yH_2O+xFe$

$\rm Fe+2HCl \rightarrow FeCl_2+H_2$

Đặt $\rm n_{H_2}=x(mol)$

Theo 2 PTHH trên ta thấy $\rm n_{H_2O}=n_{H_2}=x(mol)$

Bảo toàn khối lượng: $\rm m_{HH}+m_{H_2}=m_{H_2O}+m_{CR}$

$\rm\rightarrow 24+2x=17,6+18x$

$\rm\rightarrow x=0,4$

$\rm n_{HCl(P/ứ)}=0,5-0,5.20\%=0,4(mol)$

$\rm n_{Fe}=$ $\rm\dfrac{1}{2}n_{HCl}=0,2(mol)$

$\rm\rightarrow m_{Fe}=11,2(g)$

$\rm\rightarrow m_{Cu}=17,6-11,2=6,4(g)$

$\rm\rightarrow n_{Cu}=0,1(mol)$

$\rm\rightarrow n_O=n_{CuO}=n_{Cu}=0,1(mol)$

$\rm n_{O(H_2O)}=n_{O(CuO)}+n_{O(Fe_xO_y)}$

$\rm\rightarrow 0,4=0,1+x$

$\rm\rightarrow x=0,3(mol)$

$\rm n_{Fe}:n_O=0,2:0,3=2:3$

$\rm\rightarrow CTHH:Fe_2O_3$