1/khử hoàn toàn 4,06 gam một oxit kim loại M bằng 3,4706 lít CO ( đkc ) ở nhiệt độ cao thành kim loại và khí X. Tỉ khối của X so với H2 là 18. Nếu lấy lượng kim loại M sinh ra hòa tan hết vào dung dịch chứa m gam H2SO4 98% đun nóng thì thu được khí SO2 duy nhất và du ng dịch Y. Xác dịnh công thức của oxit kim loại và tính giá trị nhỏ nhất của m.
Gọi CTHH của oxit là \(M_xO_y\left(x,y\in N\text{*}\right)\)
\(M_xO_y+yCO\xrightarrow[]{t^o}xM+yCO_2\)
\(n_{CO}=\dfrac{3,4706}{24,79}=0,14\left(mol\right)\)
Theo PT: \(n_{CO_2\left(sinh.ra\right)}=n_{CO\left(pư\right)}\Rightarrow n_X=n_{CO}=0,14\left(mol\right)\)
\(\overline{M}_X=18.2=36\left(g/mol\right)\)
Áp dụng sơ đồ đường chéo, ta có:
\(\dfrac{n_{CO}}{n_{CO_2}}=\dfrac{44-36}{36-28}=\dfrac{1}{1}\)
=> \(n_{CO\left(dư\right)}=n_{CO_2}=\dfrac{0,14}{2}=0,07\left(mol\right)\)
Theo PT: \(n_{O\left(oxit\right)}=n_{CO_2}=0,07\left(mol\right)\)
\(\Rightarrow\left\{{}\begin{matrix}m_M=m_{oxit}-m_O=4,06-0,07.16=2,94\left(g\right)\\n_M=\dfrac{x}{y}n_O=\dfrac{0,07x}{y}\left(mol\right)\end{matrix}\right.\)
=> \(M_M=\dfrac{2,94}{\dfrac{0,07x}{y}}=\dfrac{42y}{x}=21.\dfrac{2y}{x}\left(g/mol\right)\)
Với \(\dfrac{2y}{x}=\dfrac{8}{3}\Rightarrow M_M=21.\dfrac{8}{3}=56\left(g/mol\right)\)
=> M là Fe
Ta có: \(\dfrac{2y}{x}=\dfrac{8}{3}\Leftrightarrow x:y=3:4\)
=> CTHH của oxit là Fe3O4
\(n_{Fe_3O_4}=\dfrac{4,06}{232}=0,0175\left(mol\right)\)
BTNT Fe: \(n_{Fe}=3n_{Fe_3O_4}=0,0525\left(mol\right)\)
PTHH: \(2Fe+6H_2SO_{4\left(đ,n\right)}\rightarrow Fe_2\left(SO_4\right)_3+3SO_2+6H_2O\)
0,0525->0,315
=> \(m=\dfrac{0,315.98}{98\%}=31,5\left(g\right)\)
