Dạng toán khử oxit kim loại

Hòa tan hết X bằng HCl dư được 7,62 gam chất rắn khan, toàn bộ Y hấp thụ vào nước vôi trong dư được 8 gam kết tủa.. Cho khí CO đi qua A đun nóng, khí sinh ra sau phản ứng được dẫn vào [r]

Truy cập vào: http://tuyensinh247.com/ để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn - Anh tốt nhất!

DẠNG TOÁN KHỬ OXIT KIM LOẠI

I.Kiến thức cần nhớ

-Nếu Fe2O3 tác dụng với CO H2 số oxi hóa Fe giảm từ

e

F



đến F0e theo phản ứng : 3 e O F  CO H  3 4 e O F  CO H

 F O2e



2

CO H

 F0e

nCO + M2On o t

 2M + nCO2

nH2 + M2On o t

 2M + nH2O

Định luật bảo toàn nguyên tố

- BTNT Cacbon : nC (CO) = nC (CO )2  nCO pư = nCO2

- BTNT Hiđro : nH(H )2 = nH H( 2O)  nH2pư = nH2O

Khử oxit, CO - H2 lấy Oxi oxit để tạo kim loại CO2 - H2O theo phản ứng:

CO + O (oxit)  CO2

H2 + O (oxit)  H2O  nO (oxit) = nCO pư =

2

H

n pư = nCO2 = nH2O

II.Bài tập mẫu

Ví dụ : Khử hồn toàn 17,6g hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe2O3, cần 4,48 lít H2 (đktc) Tính

khối lượng sắt thu được?

Hướng dẫn:

nO =

4 , 22 48 ,

= 0,2 ; mO = 16 x 0,2 = 3,2g

mFe = 17,6 - 3,2 = 14,4 g

Ví dụ : Hỗn hợp A gồm sắt oxi sắt có khối lượng 2,6 g Cho khí CO qua A đun nóng, khí sau phản ứng dẫn vào bình đựng nước vơi dư, thu 10g kết tủa trắng Khối lượng sắt A là:

Hướng dẫn:

Kết tủa CaCO3

nCaCO3 = nCO2 = nCO= 10

100 = 0,1

nO(oxit) = nCO = 0,1

mO(oxit) = 0,1.16 = 1,6g

Truy cập vào: http://tuyensinh247.com/ để học Tốn – Lý – Hóa – Sinh – Văn - Anh tốt nhất!

Ví dụ : Khử hồn tồn 32g hỗn hợp CuO Fe2O3 khí H2, thấy tạo g nước

Tính khối lượng hỗn hợp kim loại thu được? Hướng dẫn:

nH2O = nO oxit =

18= 0,5

mO =16 x 0,5 = 8g

mkim loại = 32 -8 = 24 g

Ví dụ : Cho 0,3 mol FexOy tham gia phản ứng nhiệt nhôm thấy tạo 0,4 mol Al2O3 Xác

định công thức oxit sắt?

Hướng dẫn:

Al lấy oxi FexOy để tạo Al2O3 Vì số mol nguyên tử O Al2O3

trong FexOy phải

Do : 0,3 y = 0,4 x = 1,2  y =  Fe3O4

Ví dụ : Đốt cháy khơng hồn tồn lượng sắt dùng hết 2,24 lít O2 đktc, thu

hỗn hợp A gồm oxit sắt sắt dư Khử hoàn tồn A khí CO dư, khí sau phản ứng dẫn vào bình đựng nước vơi dư Khối lượng kết tủa thu :

Hướng dẫn:

nO dùng = nCO= nCO2 =nCaCO3 = 2,24

22,4.2 = 0,2

mCaCO3 = 100 x 0,2 = 20g

Ví dụ : Cho V lít ( đktc) khí H2 qua bột CuO đun nóng, thu 32 g Cu Nếu cho V lít H2 qua bột FeO đun nóng lượng Fe thu là:

Hướng dẫn:

nH2 = nCu= nFe = 32

64 = 0,5 mol

mFe = 56 x 0,5 = 28 g

Ví dụ : Để khử hoàn toàn hỗn hợp FeO ZnO thành kim loại cần 2,24 lít H2 đktc Nếu đem hỗn hợp kim loại thu hoà tan hoàn toàn vào axit HCl thể tích khí H2 (đktc) thu bao nhiêu?

Hướng dẫn:

nhh oxit = nH2 = n hh kim loại = 2,24

Truy cập vào: http://tuyensinh247.com/ để học Tốn – Lý – Hóa – Sinh – Văn - Anh tốt nhất!

Khi hoà tan hỗn hợp kim loại vào axit : nH2 = n hh kim loại = 0,1

VH2 = 22,4 x 0,1 = 2,24 l

Ví dụ 8: Thổi luồng khí CO dư qua ống đựng hỗn hợp oxit Fe3O4 CuO nung

nóng đến phản ứng xảy hoàn toàn thu 2,32 g hỗn hợp kim loại Khí đưa vào bình đựng dung dịch Ca(OH)2 dư thấy có 5g kết tủa trắng Khối lượng hỗn

hợp oxit kim loại ban đầu là:

Hướng dẫn:

* Cách giải nhanh: Ta có : nO(trong oxit) = nCO =

2

CO CaCO

n n 0,05(mol) moxit = mKL + moxi oxit = 2,32 + 0,05 x 16 = 3,12 (g)

Ví dụ 9: Hỗn hợp A gồm 0,56g Fe 16g Fe2O3 x (mol) Al nung nhiệt độ cao

khơng có khơng khí (giả sử xảy khử Fe2O3 thành Fe) sau kết thúc phản ứng

được hỗn hợp D Nếu cho D tan H2SO4 lỗng V lít khí cho D tác dụng

với NaOH dư thu 0,25V lít khí Giá trị x là?

Hướng dẫn:

2Al + Fe2O3 -> Al2O3 + 2Fe (1)

Ta có: nFe = 0,01 mol, nFe2O3 = 0,1 mol, nAl = x mol

Vì D + NaOH tạo khí H2 => Al dư

Hỗn hợp rắn sau phản ứng gồm: nAl pư = 0,2 mol, nAl dư = (x – 0,2) mol,

nFe = 0,2 + 0,01 = 0,21 mol

- D + H2SO4: Fe + H2SO4 (l) -> FeSO4 + H2 (2)

nH2 = nFe = 0,21 mol

2Al + 3H2SO4 -> Al2(SO4)3 + 3H2 (3)

nH2 (2) =

3

2nAl dư =

(3 0, 6)

x

mol Ta có 0,21 + (3 0, 6)

2

x

=

22,

V

(I)

- D + NaOH: 2Al + 2NaOH + 6H2O -> 2NaAl(OH)4 + H2 (4)

(x – 0,2) mol (3 0, 6)

2

x

mol => 0, 25 (3 0, 6)

22,

V x

 (II)

Từ (I), (II) V = 6,272 lít x = 0,24666 mol III.Bài tập vận dụng

Bài 1:

Trộn 6,48g Al với 16g Fe2O3 Thực phản ứng nhiệt nhôm thu chất rắn A.Khi

cho A tác dụng dung dịch NaOH dư thu 1,344 lit khí H2 (đktc) Tính hiệu suất phản

ứng nhiệt nhơm (được tính theo chất thiếu)?

Truy cập vào: http://tuyensinh247.com/ để học Tốn – Lý – Hóa – Sinh – Văn - Anh tốt nhất!

Bài 2:

Một hỗn hợp 26,8g gồm Al Fe2O3 Thực phản ứng nhiệt nhôm thu chất rắn

A Chia A thành phần

Phần I tác dụng dung dịch NaOH dư thu khí H2

Phần II tác dụng với HCl dư thu 5,6 lit khí H2 (đktc)

Khối lượng Al Fe có hỗn hợp ban đầu là:

Đáp số: 10,8g 16g

Bài 3:

Khử m gam Fe2O3 khí CO dư Hỗn hợp khí thu cho qua nước vôi dư

thu gam kết tủa Tính m thể tích khí CO dùng đktc

Hướng dẫn:

nCO(pư) = n kết tủa = 0,03 mol

→V = 0,02.22,4 = 0,672l

nFe2O3 = 1/3nO = 1/3nCO = 1/3.0,03 = 0,01 mol

=>mFe2O3 = 0,01.160 = 1,6g

Bài 4:

Dùng khí CO dư để khử hồn tồn m gam FexOy Khí sinh cho qua dung dịch

Ba(OH)2 dư 0,15 mol kết tủa Mặt khác, hịa tan tồn FexOy HCl dư cô

cạn 16,95gam muối Xc định giá trị m công thức oxit sắt? Hướng dẫn:

nO = 0,15 mol

nCl = 2.nO = 0,3 mol

mFe + mCl =16,95

=> mFe = 16,95 - mCl = 16,95 – 0,3.35,5 = 6,3 gam

m = mFe + mO = 8,7 gam

x/y = nFe/nO = 0,1125/0,15 = ¾ => CTPT: Fe3O4

Bài 5:

Khử hoàn toàn m gam hh M gồm FeO, Fe2O3 FexOy khí CO dư thu chất rắn

X khí Y Hịa tan hết X HCl dư 7,62 gam chất rắn khan, toàn Y hấp thụ vào nước vôi dư gam kết tủa Tìm m?

Hướng dẫn:

M + CO → Fe + CO2

nO = nCO2 = n↓ = 8/100 = 0,08 mol

Fe + HCl → FeCl2 + H2

nFe = 7,62

56+35,5.2 = 0,06 mol

=>m=mFe+mO = 0,06.56+0,08.16=4,64g

Truy cập vào: http://tuyensinh247.com/ để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn - Anh tốt nhất!

Khử hoàn toàn 17,6 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe2O3 cần 4,48 lít H2 (đktc) Tính khối

lượng Fe thu được?

Hướng dẫn:

Có thể xem hh ban đầu gồm {Fe O} Khi phản ứng với H2: H2 + O → H2O Như vậy,

nO (trong hh) = nH2 = 0,2 mol → mO = 16.0,2 = 3,2 gam → mFe = 17,6 - 3,2 = 14,4 gam

Bài 7:

Hỗn hợp A gồm sắt oxit sắt có khối lượng 2,6 gam Cho khí CO qua A đun nóng, khí sinh sau phản ứng dẫn vào bình đựng nước vơi dư thu 10 gam kết tủa Khối lượng sắt A bao nhiêu?

Hướng dẫn:

nO (trong oxit) = nCO = nCO2 = nCaCO3 = 0,1 mol → mFe = 2,6 - 16.0,1 = 1,0 gam

Bài 8:

Đốt cháy khơng hồn tồn lượng sắt, dùng hết 2,24 lít khí O2 (đktc), thu hỗn

hợp X gồm Fe oxit sắt Khử hồn tồn X khí CO dư, khí sau phản ứng dẫn vào bình chứa nước vơi dư Tính khối lượng kết tủa thu được?

Hướng dẫn:

Số mol oxi oxit: nO = nCO = nCO2 = nCaCO3 = 2.2,24/22,4 = 0,2 mol → mCaCO3 = 20

gam Bài 9:

Cho V lít hỗn hợp khí (ở đktc) X gồm CO H2 phản ứng với lượng dư hỗn hợp rắn M gồm CuO Fe3O4 nung nóng Sau phản ứng xảy hồn tồn, khối lượng hỗn hợp rắn giảm 0,32 gam Giá trị V ?

Hướng dẫn:

Khối lượng hh chất rắn giảm = khối lượng O oxit = 0,32 gam → X + O = XO → nX = nO = 0,32/16 = 0,02 mol → V = 0,02.22,4 = 0,448 lít

Bài 10:

Thổi luồng khí CO dư qua ống sứ đựng m g hỗn hợp M gồm CuO, Fe2O3, FeO,

Al2O3 nung nóng thu 2,5 g chất rắn Tồn khí sục vào Ca(OH)2 dư => 15

g Kết tủa trắng Khối lượng oxit kim loại ban đầu?

Hướng dẫn:

Al2O3 không phản ứng với CO

o: http://tuyensinh247.com/