Gọi CTHH của oxit kim loại \(R\) là \(R_xO_y\left(x,y\in N\text{*}\right)\)

Đặt kim loại \(R\) có hoá trị \(n\left(n\in N\text{*}\right)\) khi phản ứng với \(HCl\)

Dẫn khí \(CO\) qua ống sứ chứa \(CuO,Al_2O_3,R_xO_y\), chỉ có \(CuO,R_xO_y\) tham gia phản ứng, \(Al_2O_3\) thì không. Vậy hỗn hợp thu được gồm \(Cu,Al_2O_3,R\)

PTHH:

\(CuO+CO\xrightarrow[]{t^o}Cu+CO_2\left(1\right)\)

\(R_xO_y+yCO\xrightarrow[]{t^o}xR+yCO_2\left(2\right)\)

Áp dụng ĐLBTNT:

\(m_{O\left(CuO,R_xO_y\right)}=6,1-4,82=1,28\left(g\right)\\ \rightarrow n_{O\left(CuO,R_xO_y\right)}=\dfrac{1,28}{16}=0,08\left(mol\right)\)

\(n_{HCl}=0,15.1=0,15\left(mol\right)\\ n_{H_2}=\dfrac{1,008}{22,4}=0,045\left(mol\right)\)

Cho hỗn hợp chất rắn gồm \(Cu,R,Al_2O_3\) phản ứng với dd \(HCl\), thấy có chất rắn không tan là \(Cu\)

\(\rightarrow n_{Cu}=\dfrac{1,28}{64}=0,02\left(mol\right)\)

Theo PTHH (1): \(n_{O\left(CuO\right)}=n_{Cu}=0,02\left(mol\right)\)

\(\rightarrow n_{O\left(R_xO_y\right)}=0,08-0,02=0,06\left(mol\right)\)

Theo CTHH \(R_xO_y:n_R=\dfrac{x}{y}n_O=\dfrac{0,06x}{y}\left(mol\right)\)

PTHH: \(2R+2nHCl\rightarrow2RCl_n+nH_2\left(3\right)\)

            \(\dfrac{0,09}{n}\)<-0,09--------------->0,045

\(\rightarrow n_{HCl\left(Al_2O_3\right)}=0,15-0,09=0,06\left(mol\right)\)

PTHH: \(Al_2O_3+6HCl\rightarrow2AlCl_3+3H_2O\left(4\right)\)

            0,01<----0,06

\(\rightarrow m_R=4,82-0,01.102-1,28=2,52\left(g\right)\)

\(\rightarrow M_R=\dfrac{2,52}{\dfrac{0,06x}{y}}=\dfrac{42y}{x}=21.\dfrac{2y}{x}\left(g\text{/}mol\right)\)

Trong CTHH \(R_xO_y\) có hoá trị \(2y\text{/}x\) nên ta xét bảng:

Vậy \(R\) là \(Fe\)

Ta có: \(\dfrac{2y}{x}=\dfrac{8}{3}\Leftrightarrow\dfrac{x}{y}=\dfrac{3}{4}\)

Vì \(x,y\in N\text{*}\rightarrow\left\{{}\begin{matrix}x=3\\y=4\end{matrix}\right.\)

Vậy CTHH của oxit là \(Fe_3O_4\)

tham khảo:

Gọi CTHH của oxit là RxOy

Al2O3 không phản ứng với CO

CuO + CO → Cu + CO2

Hỗn hợp chất rắn tác dụng với HCl là kim loại R

RxOy + yCO → xR +yCO2

Chất rắn gồm: Al2O3, R, Cu

Al2O3 +6HCl → 2AlCl3 +3H2O (1)

2R + 2nHCl → 2RCln + nH2 (2)

(n là hóa trị của R)

Chất rắn là Cu

→ nCu = 1,28:64=0,02mol

nCuO = nCu = 0,02mol

nHCl = 0,15 .1=0,15mol

nH2 = 1,008:22,4=0,045 mol

nHCl(2) = 2nH2 = 0,045.2 = 0,09mol

nHCl (1) = 0,15 – 0,09 = 0,06mol

nAl2O3 = 1/6.nHCl (1) = 0,06/6 = 0,01 mol

mRxOy = 6,1 – mCuO – mAl2O3= 0,02.80+0,01.102= 3,48g

Khối lượng O mất đi khi bị khử bởi CO: 6,1 – 4,28 = 1,28g

→ nO mất đi = 1,28 : 16 = 0,08mol

nO mất đi = nO trong RxOy + nO trong CuO = 0,08

→ nO trong RxOy = 0,08 – 0,02 = 0,06 mol

→nRxOy = 0,06/y mol

mRxOy = (M R+16y) . 0,06/y = 3,48

→R = 42.y/x

→x = 3; y =4; R = 56

→ R là Fe

a) PTHH : \(2Al+6HCl-->2AlCl_3+3H_2\)  (1)

                 \(Fe+2HCl-->FeCl_2+H_2\)  (2)

                  \(H_2+CuO-t^o->Cu+H_2O\)   (3)

b) Ta có : \(m_{CR\left(giảm\right)}=m_{O\left(lay.di\right)}\)

=> \(m_{O\left(lay.di\right)}=32-26,88=5,12\left(g\right)\)

=> \(n_{O\left(lay.di\right)}=\frac{5,12}{16}=0,32\left(mol\right)\)

Theo pthh (3) : \(n_{H_2\left(pứ\right)}=n_{O\left(lay.di\right)}=0,32\left(mol\right)\)

=> \(tổng.n_{H_2}=\frac{0,32}{80}\cdot100=0,4\left(mol\right)\)

Đặt \(\hept{\begin{cases}n_{Al}=a\left(mol\right)\\n_{Fe}=b\left(mol\right)\end{cases}}\) => \(27a+56b=11\left(I\right)\)

Theo pthh (1) và (2) :  \(n_{H_2\left(1\right)}=\frac{3}{2}n_{Al}=\frac{3}{2}a\left(mol\right)\)

                                     \(n_{H_2\left(2\right)}=n_{Fe}=b\left(mol\right)\)

=> \(\frac{3}{2}a+b=0,4\left(II\right)\)

Từ (I) và (II) => \(\hept{\begin{cases}a=0,2\\b=0,1\end{cases}}\)

=> \(\hept{\begin{cases}m_{Al}=27\cdot0,2=5,4\left(g\right)\\m_{Fe}=56\cdot0,1=5,6\left(g\right)\end{cases}}\)

\(n_{CO_2}=\dfrac{3,36}{22,4}=0,15\left(mol\right)\)

Có n_{O(mất đi)} = n_CO2 = 0,15 (mol)

=> m_{rắn sau pư} = 26,4 - 0,15.16 = 24(g)

\(n_{HCl}=0,5a\left(mol\right)\)

PTHH:

2Al + 6HCl ---> 2AlCl₃ + 3H₂

Zn + 2HCl ---> ZnCl₂ + H₂

Mg + 2HCl ---> MgCl₂ + H₂

Fe + 2HCl ---> FeCl₂ + H₂

Theo các pthh: \(n_{H_2}=\dfrac{1}{2}n_{HCl}=\dfrac{1}{2}.0,5a=0,25a\left(mol\right)\)

\(n_{H_2\left(pư\right)}=0,25a.80\%=0,2a\left(mol\right)\)

\(m_{giảm}=m_O=40-36,8=3,2\left(g\right)\)

Bảo toàn O: \(n_{H_2\left(pư\right)}=n_O=\dfrac{3,2}{32}=0,1\left(mol\right)\)

\(\rightarrow0,2a=0,1\Leftrightarrow a=2\)

\(Fe_2O_3 + 3CO \xrightarrow{t^o} 2Fe + 3CO_2\\ CuO + CO \xrightarrow{t^o} Cu + CO_2\\ CO_2 + Ca(OH)_2 \to CaCO_3 + H_2O\\ n_{CO} = n_{CO_2} = n_{CaCO_3} = \dfrac{15}{100} = 0,15(mol)\\ \Rightarrow m = m_Y + m_{CO_2} - m_{CO} = 200 + 0,15.44 - 0,15.28 = 202,4(gam)\)