Các dạng bài toán khử oxit kim loại bằng C, CO và cách giải
Các dạng bài toán khử oxit kim loại bằng C, CO và cách giải
Với Các dạng bài toán khử oxit kim loại bằng C, CO và cách giải Hoá học lớp 11 gồm đầy đủ phương pháp giải, ví dụ minh họa và bài tập trắc nghiệm có lời giải chi tiết sẽ giúp học sinh ôn tập, biết cách làm dạng bài tập toán khử oxit kim loại bằng C, CO từ đó đạt điểm cao trong bài thi môn Hoá 11.
I. Lý thuyết và phương pháp giải
- CO, C ở nhiệt độ cao có thể khử được các oxit kim loại đứng sau Al trong dãy điện hóa.
1. Khử oxit kim loại bằng CO
- Tổng quát: M2On + nCO 2M + nCO2↑
Ví dụ:
CuO + CO CO2 + Cu
- Để giải các bài tập tính toán khi khử oxi kim loại bằng CO, cần phối hợp nhuần nhuyễn các định luật bảo toàn như bảo toàn nguyên tố; bảo toàn khối lượng.
+ Bảo toàn khối lượng:
moxit KL + mCO = mKL + mCO2
moxit KL = mKL + mO
+ Bảo toàn nguyên tố: nO(Oxit) = nCO = nCO2
2. Khử oxit kim loại bằng C
- Ở nhiệt độ cao, C có thể khử một số oxit kim loại như CuO, PbO, ZnO,… thành kim loại.
Ví dụ:
2CuO + C CO2 + 2Cu
- Thường khi khử oxit kim loại bằng C sẽ sinh ra hỗn hợp khí CO và CO2
Bảo toàn nguyên tố C ta có: nC = nCO2 + nCO
- Để giải nhanh các bài tập cần phối hợp các phương pháp bảo toàn electron, bảo toàn nguyên tố, bảo toàn khối lượng hoặc tăng giảm khối lượng.
II. Ví dụ minh họa
Câu 1: Cho luồng khí CO (dư) đi qua 56 gam hỗn hợp X gồm CuO và MgO nung nóng đến khi phản ứng hoàn toàn, thu được 49,6 gam chất rắn. Khối lượng CuO có trong hỗn hợp X là
A. 48 gam.
B. 40 gam.
C. 16 gam
D. 32 gam.
Hướng dẫn
Cho CO dư qua hỗn hợp X thì chỉ CuO bị khử.
CO + CuO Cu + CO2
nCuO = nO = nchất rắn giảm = = 0,4 mol
⇒ mCuO = 0,4.64 = 16 gam
Đáp án: C
Câu 2: Khử hoàn toàn một oxit sắt X ở nhiệt độ cao cần vừa đủ V lít khí CO (ở đktc), sau phản ứng thu được 33,6 gam Fe và 17,92 lít khí CO2 (đktc). Công thức của X và giá trị V lần lượt là
A. Fe3O4 và 17,92.
B. Fe3O4 và 8,96
C. FeO và 8,96
D. Fe2O3 và 17,92.
Hướng dẫn
Bảo toàn nguyên tố C:
nCO = nCO2 = 0,8 mol ⇒ VCO = 17,92 lít
Gọi CT của X là: FexOy
nFe = 0,6 mol
nO(oxit) = nCO = 0,8 mol
⇒ x : y = 0,6 : 0,8 = 3 : 4
Vậy X là Fe3O4
Đáp án: A
Câu 3: Cho hỗn hợp X gồm CuO và ZnO có tỉ lệ mol là 1:1 tác dụng với 2,4 gam C thu được hỗn hợp khí Y. Dẫn toàn bộ khí Y qua nước vôi trong thấy xuất hiện 10 gam kết tủa.Phần trăm khối lượng của CuO trong hỗn hợp X là:
A.49% B. 49,69%
C. 59% D. 59,69%
Hướng dẫn
Hỗn hợp khí X gồm CO và CO2
nC = 0,2 mol; nCO = n↓ = 0,1mol
Bảo toàn nguyên tố C: nCO = nC - nCO2 = 0,1 mol
Gọi nCuO = nZnO = x mol
Bảo toàn electron ta có: 2x + 2x = 0,1.2 + 0,1.4
⇒ x = 0,15 mol
⇒ mCuO = 0,15.80 = 12 gam; mZnO = 0,15.81 = 12,15gam
⇒ %mCuO = .100 = 49,69%
Đáp án B
III. Bài tập tự luyện
Câu 1: Cho luồng khí CO đi qua ống sứ đựng m gam hỗn hợp X gồm Fe và FexOy, nung nóng. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 64 gam chất rắn Y trong ống sứ và 11,2 lít hỗn hợp khí có tỉ khối so với hiđro là 20,4. Giá trị của m là
A. 65,6.
B. 72,0.
C. 70,4.
D. 66,5.
Câu 2: Cho 2,24 lít khí CO (đktc) phản ứng vừa đủ với 10 gam hỗn hợp X gồm CuO và MgO. Phần trăm khối lượng của MgO trong X là:
A. 20%
B. 40%
C. 60%
D. 80%
Câu 3: Cho luồng khí CO (dư) đi qua ống sứ đựng 5,36 gam hỗn hợp FeO và Fe2O3 (nung nóng), thu được m gam chất rắn và hỗn hợp khí X. Cho X vào dung dịch Ca(OH)2 dư, thu được 9 gam kết tủa. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Giá trị của m là
A. 3,75
B. 3,88
C. 2,48
D. 3,92
Câu 4: Cho luồng khí CO dư đi qua hỗn hợp gồm CuO, Al2O3, ZnO, Fe2O3, nung nóng, đến khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được hỗn hợp rắn có chứa đồng thời:
A. Al2O3, Zn, Fe, Cu
B. Al2O3, ZnO, Fe, Cu
C. Al, Zn, Fe, Cu
D. Cu, Al, ZnO, Fe
Câu 5: Dẫn từ từ V lít khí CO (ở đktc) đi qua một ống sứ đựng lượng dư hỗn hợp rắn gồm CuO, Fe2O3 (ở nhiệt độ cao). Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được khí X. Dẫn toàn bộ khí X ở trên vào lượng dư dung dịch Ca(OH)2 thì tạo thành 4 gam kết tủa. Giá trị của V là
A. 0,896 lít.
B. 1,120 lít.
C. 0,224 lít.
D. 0,448 lít.
Câu 6: Dẫn 8,96 lít khí CO (đktc) qua 13,44 gam hỗn hợp rắn gồm Fe3O4, Fe2O3 và CuO nung nóng, đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được m gam rắn X và hỗn hợp khí Y có tỉ khối so với He bằng 9. Giá trị của m là
A. 9,68 gam.
B. 10,24 gam.
C. 9,86 gam.
D. 10,42 gam.
Câu 7: Cho luồng khí CO (dư) đi qua 9,1 gam hỗn hợp gồm CuO và Al2O3 nung nóng đến khi phản ứng hoàn toàn, thu được 8,3 gam chất rắn. Khối lượng CuO có trong hỗn hợp ban đầu là
A. 0,8 gam.
B. 8,3 gam.
C. 2,0 gam.
D. 4,0 gam.
Câu 8: Khử hoàn toàn 18,0 gam một oxit kim loại M cần 5,04 lít khí CO (đktc). Công thức của oxit là
A. Fe2O3.
B. FeO.
C. CuO.
D. ZnO.
Câu 9: Cho 4,48 lít khí CO (ở đktc) từ từ đi qua ống sứ nung nóng đựng 8 gam một oxit sắt đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn. Khí thu được sau phản ứng có tỉ khối so với hiđro bằng 20. Công thức của oxit sắt và phần trăm thể tích của khí CO2 trong hỗn hợp khí sau phản ứng.
A. Fe2O3; 75%.
B. Fe3O4; 75%.
C. FeO; 75%.
D. Fe2O3; 65%.
Câu 10: Hoà tan hoàn toàn 20,0 gam một oxit kim loại bằng dung dịch H2SO4 loãng thu được 50,0 gam muối. Khử hoàn toàn lượng oxit đó thành kim loại ở nhiệt độ cao cần V lít khí CO (đktc). Giá trị của V là
A. 2,80 lít.
B. 5,60 lít.
C. 6,72 lít.
D. 8,40 lít.
Đáp án tham khảo
1.C |
2. A |
3. D |
4. A |
5. A |
6. B |
7. D |
8. C |
9. A |
10. D |