by Dẫn 0,09 mol hỗn hợp gồm hơi nước và khí CO$_{2}$ qua cacbon nung đỏ, thu được 0,15 mol hỗn hợp khí Y gồm CO, H$_{2}$ và CO$_{2}$. Cho Y đi qua ống đựng CuO (dư, đun nóng) thu được chất rắn Z gồm 2 chất. Cho Z vào dung dịch HCl dư, sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được m gam chất rắn. Giá trị của m là
A. 3,84.
B. 5,12.
C. 10,24.
D. 7,68.
Hướng dẫn
Chọn phương án: D
Phương pháp giải:
Sơ đồ: \(hh\,X\,mol\left\{ \begin{array}{l}C{O_2}\\{H_2}O\end{array} \right. + C \to hh\,Y\,mol\left\{ \begin{array}{l}CO\\{H_2}\\C{O_2}\end{array} \right.\)\(\xrightarrow{{ + \,CuO\,du}}\)\(Z\left\{ \begin{array}{l}Cu\\CuO\end{array} \right.\)\(\xrightarrow{{ + \,HCl\,du}}\)\(\left\{ \begin{array}{l}dd\,CuC{l_2},HCldu\\m\,(g)\,Cu \downarrow \end{array} \right.\)
PTHH: H$_{2}$O + C \(\xrightarrow{{{t^0}}}\) CO + H$_{2}$
(mol) x → x → x
CO$_{2}$ + C \(\xrightarrow{{{t^0}}}\) 2CO
(mol) y → 2y
Đặt n$_{H2O}$ pư = x (mol); n$_{CO2}$ pư = y (mol); n$_{CO2}$ dư = z (mol)
Ta có hệ: \(\left\{ \begin{array}{l}{n_{hh\,X}} = {n_{{H_2}O\,pu}} + {n_{C{O_2}\,pu}} + {n_{C{O_2}\,du}}\\{n_{hh\,Y}} = {n_{CO}} + {n_{{H_2}}} + {n_{C{O_2}\,du}}\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}x + y + z = {n_{hh\,X}}\\2x + 2y + z = {n_{hh\,Y}}\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}{n_{C{O_2}\,du}} = z = 2{n_{hh\,X}} – {n_{hh\,Y}}\\{n_{CO}} + {n_{{H_2}}} = {n_{hh\,Y}} – {n_{C{O_2}\,du}}\end{array} \right.\)
n$_{O(trong oxi bị lấy đi)}$ = n$_{CO}$ + n$_{H2}$
Lời giải chi tiết:
Sơ đồ: \(0,09\,mol\left\{ \begin{array}{l}C{O_2}\\{H_2}O\end{array} \right. + C \to 0,15\,mol\,Y\left\{ \begin{array}{l}CO\\{H_2}\\C{O_2}\end{array} \right.\)\(\xrightarrow{{ + \,CuO\,du}}\)\(Z\left\{ \begin{array}{l}Cu\\CuO\end{array} \right.\)\(\xrightarrow{{ + \,HCl\,du}}\)\(\left\{ \begin{array}{l}dd\,CuC{l_2},HCldu\\m\,(g)\,Cu \downarrow \end{array} \right.\)
PTHH: H$_{2}$O + C \(\xrightarrow{{{t^0}}}\) CO + H$_{2}$
(mol) x → x → x
CO$_{2}$ + C \(\xrightarrow{{{t^0}}}\) 2CO
(mol) y → 2y
Đặt n$_{H2O}$ pư = x (mol); n$_{CO2}$ pư = y (mol); n$_{CO2}$ dư = z (mol)
Ta có hệ: \(\left\{ \begin{array}{l}{n_{hh\,dau}} = {n_{{H_2}O\,pu}} + {n_{C{O_2}\,pu}} + {n_{C{O_2}\,du}}\\{n_{hh\,Y}} = {n_{CO}} + {n_{{H_2}}} + {n_{C{O_2}\,du}}\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}x + y + z = 0,09\\2x + 2y + z = 0,15\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}2x + 2y + 2z = 0,18\\2x + 2y + z = 0,15\end{array} \right. \Rightarrow z = 0,18 – 0,15 = 0,03\,(mol)\)
⟹ n$_{CO2}$ dư = z = 0,03 (mol)
⟹ n$_{CO}$ + n$_{H2}$ = n$_{hh Y}$ – n$_{CO2}$ dư = 0,15 – 0,03 = 0,12 (mol)
Cho hh Y tác dụng với CuO có pư:
CO + CuO \(\xrightarrow{{{t^0}}}\) Cu + H$_{2}$O (1)
H$_{2}$ + CuO \(\xrightarrow{{{t^0}}}\) Cu + H$_{2}$O (2)
Thep PTHH (1) và (2): ∑n$_{Cu}$ = ∑n$_{CO+H2}$ = 0,12 (mol)
hh Z thu được gồm Cu và CuO dư. Cho hh Z tác dụng với dd HCl thì CuO tan còn lại chất rắn không tan là Cu.
⟹ m$_{Cu}$ = n$_{Cu}$×M$_{Cu}$ = 0,12×64 = 7,68 (g)
Đáp án D
