Cho 15,68 g hỗn hợp 2 oxit kim loại tác dụng vừa đủ với 5,376 l khí CO ( ở đktc) thu được chất rắn X. Cho X phản ứng với dung dịch H2SO4 loãng dư thu được 2,688 l khí H2 ( ở đktc) và 5,12 gam chất rắn Z. Cho toàn bộ Z tác dụng hết với H2SO4 đặc nóng thu được 1,792 l khí SO2 ( ở đktc). Xác định công thức của 2 oxit.

Đáp án: $CuO, Fe_3O_4$

Giải thích các bước giải:

$n_{CO}=\dfrac{5,376}{22,4}=0,24(mol)$ 

$n_{H_2}=\dfrac{2,688}{22,4}=0,12(mol)$ 

$n_{SO_2}=\dfrac{1,792}{22,4}=0,08(mol)$ 

Cho $X$ tác dụng với $H_2SO_4$ thu được $H_2$ và chất rắn không tan nên cả hai oxit đều bị khử, trong đó một kim loại đứng sau $H$ và một kim loại đứng trước $H$ trong dãy hoạt động hoá học. 

Gọi $R$ là kim loại đứng sau $H$, hoá trị $n$

$2R+2nH_2SO_4\to R_2(SO_4)_n+nSO_2+2nH_2O$ 

$\Rightarrow n_R=\dfrac{0,08.2}{n}=\dfrac{0,16}{n}(mol)$ 

$\Rightarrow M_R=\dfrac{5,12n}{0,16}=32n$ 

$\Rightarrow n=2; M_R=64(Cu)$ 

$\Rightarrow$ oxit đồng trong hỗn hợp ban đầu là $Cu_xO$ ($\dfrac{0,08}{x}$ mol, $x=1$ hoặc $x=2$) 

$n_{O\text{bị khử}}=n_{CO}=0,24(mol)$ 

$\Rightarrow m_X=15,68-0,24.16=11,84g$  

Gọi kim loại đứng trước $H$ là $M$, hoá trị $m$

$\Rightarrow m_M=11,84-0,08.64=6,72g$ 

$2M+mH_2SO_4\to M_2(SO_4)_m+mH_2$ 

$\Rightarrow n_M=\dfrac{0,12.2}{m}=\dfrac{0,24}{m}(mol)$ 

$\Rightarrow M_M=\dfrac{6,72m}{0,24}=28m$ 

$\Rightarrow m=2; M_M=56(Fe)$ 

$\Rightarrow$ oxit sắt trong hỗn hợp ban đầu là $Fe_aO_b$ ($\dfrac{0,12}{a}$ mol) 

Ta có: $\dfrac{0,12}{a}(56a+16b)+\dfrac{0,08}{x}(64x+16)=15,68$ 

Với $x=1\Rightarrow 56a+16b=\dfrac{232a}{3}$ 

$\Rightarrow \dfrac{a}{b}=\dfrac{3}{4}$ 

$\Rightarrow a=3; b=4$ 

Với $x=2\Rightarrow 56a+16b=\dfrac{248a}{3}$ 

$\Rightarrow \dfrac{a}{b}=\dfrac{3}{5}$ (loại) 

Vậy CT hai oxit trong hỗn hợp là $CuO$ và $Fe_3O_4$