by 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 CO$_{2}$ trong hỗn hợp khí sau phản ứng là:
A.
FeO; 75%.
B.
Fe$_{3}$O$_{4}$; 75%.
C.
Fe$_{2}$O$_{3}$; 65%.
D.
Fe$_{2}$O$_{3}$; 75%.
Hướng dẫn
Chọn phương án: D
Phương pháp giải:
Tính số mol mỗi khí trong hỗn hợp khí thu được sau phản ứng bằng cách lập hệ phương trình:
n$_{CO bđ}$ = n$_{CO dư}$ + n$_{CO2}$ (1)
m$_{khí sau pư}$ = 28n$_{CO dư}$ + 44n$_{CO2}$ (2)
Tính phần trăm thể tích của CO$_{2}$
Vì CO dư nên oxit sắt phản ứng hết.
n$_{O (oxit)}$ = n$_{CO2}$
n$_{Fe (oxit)}$ = (m$_{oxit}$ – m$_{O}$)/56
→ Tỉ lệ n$_{Fe}$ : n$_{O}$ → Công thức oxit sắt
Lời giải chi tiết:
n$_{CO bđ}$ = 0,2 mol
Hỗn hợp sau phản ứng có M = 40 gồm CO dư (x mol) và CO$_{2}$ (y mol)
+) Bảo toàn C → n$_{CO bđ}$ = n$_{CO dư}$ + n$_{CO2}$ → x + y = 0,2 (1)
+) m$_{khí sau pư}$ = 28x + 44y = 0,2.40 = 8 (2)
Giải (1) (2) được x = 0,05 và y = 0,15
\( \to \% {V_{C{O_2}}} = \frac{{0,15}}{{0,2}}.100\% = 75\% \)
Vì CO dư nên oxit sắt phản ứng hết.
n$_{O (oxit)}$ = n$_{CO2}$ = 0,15 mol
n$_{Fe (oxit)}$ = (m$_{oxit}$ – m$_{O}$)/56 = (8 – 0,15.16)/56 = 0,1 mol
→ n$_{Fe}$ : n$_{O}$ = 0,1 : 0,15 = 2 : 3
Vậy oxit sắt là Fe$_{2}$O$_{3}$.
Đáp án D
