Dạng toán khử oxit kim loại

<span class='text_page_counter'>(1)</span><div class='page_container' data-page=1>

Truy cập vào: để học Tốn – Lý – Hóa – Sinh – Văn - Anh tốt nhất! 1

<b>DẠNG TOÁN KHỬ OXIT KIM LOẠI </b>

I.Kiến thức cần nhớ

-Nếu Fe2O3 tác dụng với CO và H2 thì số oxi hóa của Fe giảm từ
3

e

<i>F</i>



đến <i>F</i>0e theo phản ứng
:
3
2 ₃
e O
<i>F</i>

2
<i>CO</i>
<i>H</i>

8
3
3 ₄
e O
<i>F</i>


2
<i>CO</i>
<i>H</i>

 <i>F O</i>2e



2

<i>CO</i>
<i>H</i>

 <i>F</i>0e

nCO + M2On
<i>o</i>
<i>t</i>

 2M + nCO2

nH2 + M2On
<i>o</i>
<i>t</i>

 2M + nH2O

Định luật bảo toàn nguyên tố

- BTNT Cacbon : nC (CO) = nC (CO )₂  nCO pư = <i>nCO</i>₂

- BTNT Hiđro : <i>nH</i>(H )₂ = <i>nH H</i>( ₂O)  <i>nH</i>₂pư = <i>nH</i>2O

Khử các oxit, CO - H2 lấy Oxi của oxit để tạo ra kim loại và CO2 - H2O theo phản ứng:

CO + O (oxit)  CO2

H2 + O (oxit)  H2O
 nO (oxit) = nCO pư =

2

<i>H</i>

<i>n</i> pư = <i>nCO</i>₂ = <i>nH</i>2O

II.Bài tập mẫu

Ví dụ 1 : Khử hoàn toàn 17,6g hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe2O3, cần 4,48 lít H2 (đktc) . Tính

khối lượng sắt thu được?

<i>Hướng dẫn: </i>

nO =

4
,
22

48
,
4

= 0,2 ; mO = 16 x 0,2 = 3,2g

mFe = 17,6 - 3,2 = 14,4 g

Ví dụ 2 : Hỗn hợp A gồm sắt và oxi sắt có khối lượng 2,6 g . Cho khí CO đi qua A đun
nóng, khí đi ra sau phản ứng được dẫn vào bình đựng nước vơi trong dư, thu được 10g kết
tủa trắng. Khối lượng sắt trong A là:

<i>Hướng dẫn: </i>

Kết tủa là CaCO3 .

nCaCO3 = nCO2 = nCO<i>=</i>
10

100<i> = 0,1 </i>

nO(oxit) = nCO = 0,1.

mO(oxit) = 0,1.16 = 1,6g

</div>
<span class='text_page_counter'>(2)</span><div class='page_container' data-page=2>

Truy cập vào: để học Tốn – Lý – Hóa – Sinh – Văn - Anh tốt nhất! 2

Ví dụ 3 : Khử hoàn toàn 32g hỗn hợp CuO và Fe2O3 bằng khí H2, thấy tạo ra 9 g nước.

Tính khối lượng hỗn hợp kim loại thu được?

<i> Hướng dẫn: </i>

nH2O = nO<i> của oxit = </i>
9

18= 0,5

mO =16 x 0,5 = 8g

mkim loại = 32 -8 = 24 g

Ví dụ 4 : Cho 0,3 mol FexOy tham gia phản ứng nhiệt nhôm thấy tạo ra 0,4 mol Al2O3. Xác

định công thức oxit sắt?

<i>Hướng dẫn: </i>

Al lấy đi oxi của FexOy để tạo ra Al2O3. Vì vậy số mol nguyên tử O trong Al2O3 và

trong FexOy phải bằng nhau.

Do đó : 0,3 y = 0,4 x 3 = 1,2  y = 4  Fe3O4

Ví dụ 5 : Đốt cháy khơng hồn tồn 1 lượng sắt đã dùng hết 2,24 lít O2 ở đktc, thu được

hỗn hợp A gồm các oxit sắt và sắt dư. Khử hoàn tồn A bằng khí CO dư, khí đi ra sau
phản ứng được dẫn vào bình đựng nước vơi trong dư . Khối lượng kết tủa thu được là :

<i>Hướng dẫn: </i>

nO đã dùng = nCO= nCO2 =nCaCO3 =
2,24

22,4.2 = 0,2

mCaCO3 = 100 x 0,2 = 20g

Ví dụ 6 : Cho V lít ( đktc) khí H2 đi qua bột CuO đun nóng, thu được 32 g Cu. Nếu cho V
lít H2 đi qua bột FeO đun nóng thì lượng Fe thu được là:

<i>Hướng dẫn: </i>

nH2 = nCu= nFe =
32

64 = 0,5 mol

mFe = 56 x 0,5 = 28 g

Ví dụ 7 : Để khử hồn tồn hỗn hợp FeO và ZnO thành kim loại cần 2,24 lít H2 ở đktc.
Nếu đem hỗn hợp kim loại thu được hồ tan hồn tồn vào axit HCl thì thể tích khí H2
(đktc) thu được là bao nhiêu?

<i>Hướng dẫn: </i>

nhh oxit = nH2 = n hh kim loại =
2,24

</div>
<span class='text_page_counter'>(3)</span><div class='page_container' data-page=3>

Truy cập vào: để học Tốn – Lý – Hóa – Sinh – Văn - Anh tốt nhất! 3

Khi hoà tan hỗn hợp kim loại vào axit thì : nH2 = n hh kim loại = 0,1

VH2 = 22,4 x 0,1 = 2,24 l

Ví dụ 8: Thổi một luồng khí CO dư đi qua ống đựng hỗn hợp 2 oxit Fe3O4 và CuO nung

nóng đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 2,32 g hỗn hợp kim loại. Khí thốt ra
được đưa vào bình đựng dung dịch Ca(OH)2 dư thấy có 5g kết tủa trắng. Khối lượng hỗn

hợp 2 oxit kim loại ban đầu là:

<i>Hướng dẫn: </i>

* Cách giải nhanh:
Ta có : nO(trong oxit) = nCO =

2 3

CO CaCO

n n 0,05(mol)
moxit = mKL + moxi trong oxit = 2,32 + 0,05 x 16 = 3,12 (g)

Ví dụ 9: Hỗn hợp A gồm 0,56g Fe và 16g Fe2O3 và x (mol) Al rồi nung ở nhiệt độ cao

khơng có khơng khí (giả sử chỉ xảy ra sự khử Fe2O3 thành Fe) sau khi kết thúc phản ứng

được hỗn hợp D. Nếu cho D tan trong H2SO4 lỗng được V lít khí nhưng nếu cho D tác dụng

với NaOH dư thì thu được 0,25V lít khí. Giá trị của x là?

<i>Hướng dẫn: </i>

2Al + Fe2O3 ---> Al2O3 + 2Fe (1)

Ta có: nFe = 0,01 mol, nFe2O3 = 0,1 mol, nAl = x mol

Vì D + NaOH tạo khí H2 => Al dư

Hỗn hợp rắn sau phản ứng gồm: nAl pư = 0,2 mol, nAl dư = (x – 0,2) mol,

nFe = 0,2 + 0,01 = 0,21 mol

- D + H2SO4: Fe + H2SO4 (l) ---> FeSO4 + H2 (2)

nH2 = nFe = 0,21 mol

2Al + 3H2SO4 ---> Al2(SO4)3 + 3H2 (3)

nH2 (2) =

3

2nAl dư =

(3 0, 6)
2

<i>x</i>

mol
Ta có 0,21 + (3 0, 6)

2

<i>x</i>

=

22, 4

<i>V</i>

(I)

- D + NaOH: 2Al + 2NaOH + 6H2O ---> 2NaAl(OH)4 + 3 H2 (4)

(x – 0,2) mol (3 0, 6)

2

<i>x</i>

mol
=> 0, 25 (3 0, 6)

22, 4 2

<i>V</i> <i>x</i>

 (II)

Từ (I), (II) V = 6,272 lít x = 0,24666 mol
III.Bài tập vận dụng

Bài 1:

Trộn 6,48g Al với 16g Fe2O3 .Thực hiện phản ứng nhiệt nhôm thu được chất rắn A.Khi

cho A tác dụng dung dịch NaOH dư thu được 1,344 lit khí H2 (đktc) .Tính hiệu suất phản

ứng nhiệt nhơm (được tính theo chất thiếu)?

</div>
<span class='text_page_counter'>(4)</span><div class='page_container' data-page=4>

Truy cập vào: để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn - Anh tốt nhất! 4

Bài 2:

Một hỗn hợp 26,8g gồm Al và Fe2O3 .Thực hiện phản ứng nhiệt nhôm thu được chất rắn

A. Chia A thành 2 phần bằng nhau

Phần I tác dụng dung dịch NaOH dư thu được khí H2

Phần II tác dụng với HCl dư thu được 5,6 lit khí H2 (đktc)

Khối lượng Al và Fe có trong hỗn hợp ban đầu lần lượt là:

<i>Đáp số: 10,8g và 16g </i>

Bài 3:

Khử m gam Fe2O3 bằng khí CO dư. Hỗn hợp khí thu được cho đi qua nước vơi trong dư

thu được 3 gam kết tủa. Tính m và thể tích khí CO đã dùng ở đktc.

<i>Hướng dẫn: </i>

nCO(pư) = n kết tủa = 0,03 mol

→V = 0,02.22,4 = 0,672l

nFe2O3 = 1/3nO = 1/3nCO = 1/3.0,03 = 0,01 mol

=>mFe2O3 = 0,01.160 = 1,6g

Bài 4:

Dùng khí CO dư để khử hồn tồn m gam FexOy. Khí sinh ra cho đi qua dung dịch

Ba(OH)2 dư được 0,15 mol kết tủa. Mặt khác, hịa tan tồn bộ FexOy bằng HCl dư rồi cơ

cạn được 16,95gam muối. Xc định giá trị m và công thức của oxit sắt?
Hướng dẫn:

nO = 0,15 mol

nCl = 2.nO = 0,3 mol

mFe + mCl =16,95

=> mFe = 16,95 - mCl = 16,95 – 0,3.35,5 = 6,3 gam

m = mFe + mO = 8,7 gam.

x/y = nFe/nO = 0,1125/0,15 = ¾ => CTPT: Fe3O4.

Bài 5:

Khử hồn toàn m gam hh M gồm FeO, Fe2O3 và FexOy bằng khí CO dư thu được chất rắn

X và khí Y. Hịa tan hết X bằng HCl dư được 7,62 gam chất rắn khan, toàn bộ Y hấp thụ
vào nước vôi trong dư được 8 gam kết tủa. Tìm m?

Hướng dẫn:

M + CO → Fe + CO2

nO = nCO2 = n↓ = 8/100 = 0,08 mol

Fe + HCl → FeCl2 + H2

nFe = 7,62

56+35,5.2 = 0,06 mol

=>m=mFe+mO = 0,06.56+0,08.16=4,64g

</div>
<span class='text_page_counter'>(5)</span><div class='page_container' data-page=5>

Truy cập vào: để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn - Anh tốt nhất! 5

Khử hoàn toàn 17,6 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe2O3 cần 4,48 lít H2 (đktc). Tính khối

lượng Fe thu được?

<i>Hướng dẫn: </i>

Có thể xem hh ban đầu gồm {Fe và O}. Khi phản ứng với H2: H2 + O → H2O. Như vậy,

nO (trong hh) = nH2 = 0,2 mol. → mO = 16.0,2 = 3,2 gam → mFe = 17,6 - 3,2 = 14,4 gam.

Bài 7:

Hỗn hợp A gồm sắt và oxit sắt có khối lượng 2,6 gam. Cho khí CO đi qua A đun nóng, khí
sinh ra sau phản ứng được dẫn vào bình đựng nước vơi trong dư thu được 10 gam kết tủa.
Khối lượng sắt trong A là bao nhiêu?

<i>Hướng dẫn: </i>

nO (trong oxit) = nCO = nCO2 = nCaCO3 = 0,1 mol → mFe = 2,6 - 16.0,1 = 1,0 gam.

Bài 8:

Đốt cháy khơng hồn tồn một lượng sắt, đã dùng hết 2,24 lít khí O2 (đktc), thu được hỗn

hợp X gồm Fe và các oxit của sắt. Khử hoàn toàn X bằng khí CO dư, khí đi ra sau phản
ứng dẫn vào bình chứa nước vơi trong dư. Tính khối lượng kết tủa thu được?

<i>Hướng dẫn: </i>

Số mol oxi trong oxit: nO = nCO = nCO2 = nCaCO3 = 2.2,24/22,4 = 0,2 mol → mCaCO3 = 20

gam.
Bài 9:

Cho V lít hỗn hợp khí (ở đktc) X gồm CO và H2 phản ứng với một lượng dư hỗn hợp rắn
M gồm CuO và Fe3O4 nung nóng. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, khối lượng hỗn
hợp rắn giảm 0,32 gam. Giá trị của V ?

<i>Hướng dẫn: </i>

Khối lượng hh chất rắn giảm = khối lượng của O trong oxit = 0,32 gam.
→ X + O = XO → nX = nO = 0,32/16 = 0,02 mol → V = 0,02.22,4 = 0,448 lít.

Bài 10:

Thổi một luồng khí CO dư qua ống sứ đựng m g hỗn hợp M gồm CuO, Fe2O3, FeO,

Al2O3 nung nóng thu được 2,5 g chất rắn . Tồn bộ khí thốt ra sục vào Ca(OH)2 dư => 15

g Kết tủa trắng. Khối lượng oxit kim loại ban đầu?

<i>Hướng dẫn: </i>

Al2O3 không phản ứng với CO.

</div>

<!--links-->
Khu oxit kim loai (on DH)

• 2
• 888
• 23