Khử hoàn toàn 24,1 gam hỗn hợp A gồm kẽm oxit và một oxit sắt bằng khi hidro
dư ở nhiệt độ cao, sau phản ứng thu được 17,7 gam chất rắn B. Hòa tan chất rắn B bằng dung dịch axit clohidric dư thu được 6,72 lít khi (ở đktc). Xác định công thức phân tử của oxit sắt và tính % theo khối lượng của hỗn hợp A.
Gọi CTHH của oxit sắt là FexOy.
PT: \(ZnO+H_2\underrightarrow{t^o}Zn+H_2O\)
\(Fe_xO_y+yH_2\underrightarrow{t^o}xFe+yH_2O\)
\(Zn+2HCl\rightarrow ZnCl_2+H_2\)
\(Fe+2HCl\rightarrow FeCl_2+H_2\)
B gồm: Zn và Fe.
Gọi: \(\left\{{}\begin{matrix}n_{Zn}=a\left(mol\right)\\n_{Fe}=b\left(mol\right)\end{matrix}\right.\) ⇒ 65a + 56b = 17,7 (1)
Theo PT: \(n_{H_2}=n_{Zn}+n_{Fe}=a+b=\dfrac{6,72}{22,4}=0,3\left(mol\right)\left(2\right)\)
Từ (1) và (2) \(\Rightarrow\left\{{}\begin{matrix}a=0,1\left(mol\right)\\b=0,2\left(mol\right)\end{matrix}\right.\)
Theo PT: \(\left\{{}\begin{matrix}n_{ZnO}=n_{Zn}=0,1\left(mol\right)\\n_{Fe_xO_y}=\dfrac{1}{x}n_{Fe}=\dfrac{0,2}{x}\left(mol\right)\end{matrix}\right.\)
Có: mZnO + mFexOy = 24,1 ⇒ mFexOy = 24,1 - 0,1.81 = 16 (g)
\(\Rightarrow M_{Fe_xO_y}=\dfrac{16}{\dfrac{0,2}{x}}=80x\left(g/mol\right)\)
\(\Rightarrow56x+16y=80x\Rightarrow\dfrac{x}{y}=\dfrac{2}{3}\)
Vậy: CTHH cần tìm là Fe2O3.
\(\Rightarrow\left\{{}\begin{matrix}\%m_{ZnO}=\dfrac{0,1.81}{24,1}.100\%\approx33,61\%\\\%m_{Fe_2O_3}\approx66,39\%\end{matrix}\right.\)
