Cho dòng khí CO đi qua ống sứ dựng 6,24g hh gồm CuO và FeO nung nóng. Sau khi nghiệm thu được chất rắn A và hh khí B. Dẫn khí B sục vào 100ml dd Ba(OH)2 0,3M đến khi các pưkt thấy tạo thành 5,91g kết tủa a) Tính m chất rắn A b) Chia A thành 2 phần = nhau. Hoà tan phần 1 = dd HCl dư, để cho các pư xảy ra hoàn toàn thu được 0,112l H2. Hoà tan hết phần 2 = dd H2SO4 đ/n dư thấy thoát ra 0,448l SO2. Hãy tính m của mỗi oxit có trong hh ban đầu

Tham khảo :

$n_{Ba(OH)_2}=0,03(mol)$

$n_{BaCO_3}=0,03(mol)=n_{Ba(OH)_2}$

`->` Kết tủa cực đại.

`=>`$n_{CO_2}=0,03(mol)$

`-` Bảo toàn nguyên tố $C:$

$n_{CO}=n_{CO_2}=0,03(mol)$

`->` Suy đoán $B$ chỉ có $CO_2.$ Mà có $CO$ cũng không ảnh hưởng. 

`-` Bảo toàn khối lượng:

$6,24+0,03 \cdot 28=44 \cdot 0,03+m_A$

`=>`$m_A=5,76(gam)$

$FeO+CO \xrightarrow{t^o}Fe+CO_2$

$CuO+CO \xrightarrow{t^o}Cu+CO_2$

`=>`$n_{Fe}+n_{Cu}=n_{CO_2}=0,03(mol)$

$b,$

`-` Gấp đôi số liệu để tính.

$n_{H_2}=0,01(mol)$

$Fe+2HCl \to FeCl_2+H_2$

`=>`$n_{Fe}=0,01(mol)$

`-` Mà lúc nãy ta có : $n_{Fe}+n_{Cu}=n_{CO_2}=0,03(mol)$

`=>`$n_{Cu}=0,02(mol)$

$n_{SO_2}=0,04(mol)$

$2Fe+6H_2SO_4 \to 3SO_2+Fe_2(SO_4)_3+6H_2O$

$Cu+2H_2SO_4 \to SO_2+CuSO_4+2H_2O$

$2FeO+4H_2SO_4 \to Fe_2(SO_4)_3+SO_2+4H_2O$

`=>`$n_{SO_2}=\dfrac{3}{2}n_{Fe}+n_{Cu}+\dfrac{1}{2}n_{FeO}$

`=>`$n_{FeO}=2(0,04-\dfrac{3}{2} \cdot 0,01-0,02) =0,01(mol)$

$m_A=m_{Cu}+m_{Fe}+m_{CuO,dư}+m_{FeO,dư}$

`->`$5,76=0,02 \cdot 64+56 \cdot 0,01+0,01 \cdot 72+n_{CuO,dư} \cdot 80$

`=>`$n_{CuO,dư}=0,04(mol)$

`-` Theo bảo toàn nguyên tố $Cu:$

`=>`$n_{CuO}=0,04+0,02=0,06(mol)$

`-` Theo bảo toàn nguyên tố $Fe:$

`=>`$n_{FeO}=0,01+0,01=0,02(mol)$

`=>`$m_{CuO}=4,8(gam);n_{FeO}=1,44(gam)$

Đáp án:

$\rm a) m_A = 5,76(g)$
$\rm b) m_{FeO} = 1,44(g); m_{CuO} = 4,8(g)$

Giải thích các bước giải:

$\rm a)$
$\rm FeO + CO \xrightarrow{t^o} Fe + CO_2(1)$
$\rm CuO + CO \xrightarrow{t^o} Cu + CO_2(2)$
$\rm Ba(OH)_2 + CO_2 \rightarrow BaCO_3 \downarrow + H_2O(3)$

$\rm BaCO_3 + CO_2 + H_2O \rightarrow Ba(HCO_3)_2(4)$

$\rm n_{Ba(OH)_2} = \dfrac{5,91}{197} = 0,03(mol)$
$\rm n_{BaCO_3} = \dfrac{5,91}{197} = 0,03(mol)$

$\rm \rightarrow n_{Ba(OH)_2} = n_{BaCO_3}$
$\rm \rightarrow$ Kết tủa $\rm BaCO_3$ đạt cực đại, không xảy ra `(4)`

Theo PT $\rm (1),(2),(3): n_{O(oxit)pư} = n_{CO_2} = n_{BaCO_3} = 0,03(mol)$
$\rm \Rightarrow m_A = 6,24 - 0,03.16 = 5,76(g)$
$\rm b)$

Theo PT $\rm (1),(2): n_{CO_2} = n_{Fe} + n_{Cu} = 0,03(mol)$
Suy ra mỗi phần có:
$\rm n_{Fe} + n_{Cu} = \dfrac{0,03}{2} = 0,015(mol)$
`-` Phần `1:`

$\rm n_{H_2} = \dfrac{0,112}{22,4} = 0,005(mol)$

$\rm Fe + 2HCl \rightarrow FeCl_2 + H_2(5)$

$\rm FeO + 2HCl \rightarrow FeCl_2 + H_2O(6)$
$\rm CuO + 2HCl \rightarrow CuCl_2 + H_2O(7)$

Theo PT $\rm (5): n_{Fe} = n_{H_2} = 0,005(mol)$
$\rm \Rightarrow n_{Cu} = 0,015 - 0,005 = 0,01(mol)$
`-` Phần `2:`

$\rm n_{SO_2} = \dfrac{0,448}{22,4} = 0,02(mol)$
$\rm CuO + H_2SO_4 \rightarrow CuSO_4 + H_2O(6)$

$\rm 2Fe + 6H_2SO_{4(đặc)} \xrightarrow{t^o} Fe_2(SO_4)_3 + 3SO_2 \uparrow + 6H_2O(7)$
$\rm 2FeO + 4H_2SO_{4(đặc)} \xrightarrow{t^o} Fe_2(SO_4)_3 + SO_2 \uparrow + 4H_2O(8)$
$\rm Cu + 2H_2SO_{4(đặc)} \xrightarrow{t^o} CuSO_4 + SO_2 \uparrow + 2H_2O(9)$
Theo PT $\rm (7),(8),(9): n_{SO_2} = \dfrac{3}{2} n_{Fe} + n_{Cu} + \dfrac{1}{2} n_{FeO}$
$\rm \Rightarrow n_{FeO} = 2.(0,02 - 1,5.0,005 - 0,01) = 0,005(mol)$
Vậy hỗn hợp ban đầu có:
$\rm n_{Fe} = 0,005.2 = 0,01(mol)$
$\rm n_{Cu} = 0,01.2 = 0,02(mol)$
$\rm n_{FeO} = 0,005.2 = 0,01(mol)$
$\rm \xrightarrow{\text{BTNT Fe}} n_{FeO} = n_{Fe} + n_{FeO} = 0,02(mol)$
$\rm m_{FeO} = 0,02.72 = 1,44(g)$
$\rm m_{CuO} = 6,24 - 1,44 = 4,8(g)$