Dùng V lít khí CO khử hoàn toàn 4 gam một oxit kim loại, phản ứng kết thúc thu
Câu hỏi:
Dùng V lít khí CO khử hoàn toàn 4 gam một oxit kim loại, phản ứng kết thúc thu được kim loại và hỗn hợp khí X. Tỷ khối của X so với H2 là 19. Cho X hấp thụ hoàn toàn vào 2,5 lít dung dịch Ca(OH)2 0,025M người ta thu được 5 gam kết tủa.
a. Xác định kim loại và công thức hoá học của oxit đó.
b. Tính giá trị của V và thể tích của SO2 (đktc) tạo ra khi cho lượng kim loại thu được ở trên tan hết vào dung dịch H2SO4 đặc, nóng dư.
Trả lời:
- Gọi CTHH của oxit kim loại là M2On (n∈N*)
Phản ứng khi dùng khí CO khử oxit kim loại:
M2On + nCO 2M + nCO2 (1)
Hỗn hợp khí X gồm: CO dư, CO2.
Áp dụng sơ đồ đường chéo, ta có:
- Khi hấp thụ hỗn hợp khí X (gồm CO, CO2) vào dung dịch chứa Ca(OH)2 thì có thể xảy ra các phản ứng:
CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O (2)
CO2 + CaCO3 + H2O → Ca(HCO3)2 (3)
= 2,5.0,025 = 0,0625 (mol)
⇒ nên xét 2 trường hợp:
+ TH1: Ca(OH)2 dư, xảy ra phản ứng (2).
Khi đó,
nCO dư = 0,6.0,05 = 0,03 (mol)
Theo (1),
→ MM = 32n
Với n = 2, MM = 64 (g/mol) thì M: Cu (thỏa mãn).
Khi đó CTHH của oxit là CuO.
+ TH2: CO2 dư hòa tan 1 phần kết tủa, xảy ra phản ứng (2) hoàn toàn và 1 phần (3).
Theo (2),
nCO dư = 0,6.0,075 = 0,045 (mol)
Theo (1),
→ MM = (g/mol)
Với n = 3, MM = 56 (g/mol) thì M: Fe (thỏa mãn).
Khi đó CTHH của oxit là Fe2O3.
b, Phản ứng khử oxit kim loại bởi CO:
M2On + nCO 2M + nCO2
Do đó nCO pứ =
+ Với trường hợp oxit kim loại phản ứng là CuO, =0,05 (mol)
thì nCO pứ = 0,05 (mol)
nCO bđ = 0,05 + 0,03 = 0,08 (mol)
V = 0,08.22,4 = 1,792 (l)
+ Với trường hợp oxit kim loại phản ứng là Fe2O3, = 0,075 (mol)
thì nCO pứ = 0,075 (mol)
nCO bđ = 0,075 + 0,045 = 0,12 (mol)
V = 0,12.22,4 = 2,688 (l)