a. Để tính thành phần phần trăm về thể tích của mỗi khí trong hỗn hợp B, ta cần biết tỉ khối đối với H2 của từng khí.
Tỷ khối đối với H2 của cacbon oxit (CO) là 10,75.
Tỷ khối đối với H2 của hiđro (H2) là 1.
Ta có tỉ khối đối với H2 của hỗn hợp B là 10,75.
Gọi x là tỷ lệ thể tích của CO trong hỗn hợp B, y là tỷ lệ thể tích của H2 trong hỗn hợp B.
Theo định nghĩa tỉ khối đối với H2, ta có:
(10,75 * x) + (1 * y) = 10,75
Vì hỗn hợp B chỉ gồm hai khí nên x + y = 1.
Giải hệ phương trình trên, ta có:
x = 0,99
y = 0,01
Vậy thành phần phần trăm về thể tích của CO trong hỗn hợp B là 99% và của H2 là 1%.
b. Để tính V và m, ta dùng phương pháp giả sử.
Giả sử khối lượng của hỗn hợp B là 100g.
Theo tỷ lệ thể tích đã tính ở câu a, ta có:
Khối lượng CO = 99g
Khối lượng H2 = 1g
Theo phương trình phản ứng:
Fe3O4 + CO -> Fe + CO2
Ta có tỉ lệ mol giữa Fe3O4 và CO là 1:1.
Molar khối lượng của Fe3O4 là 232,9 g/mol.
Molar khối lượng của CO là 28 g/mol.
Vậy số mol của Fe3O4 là:
n(Fe3O4) = m(Fe3O4) / M(Fe3O4) = 100g / 232,9 g/mol = 0,429 mol
Do tỉ lệ mol giữa Fe3O4 và CO là 1:1, nên số mol của CO cũng là 0,429 mol.
Theo phương trình phản ứng, ta biết rằng 1 mol Fe3O4 tạo ra 1 mol Fe.
Vậy số mol của Fe là 0,429 mol.
Molar khối lượng của Fe là 55,85 g/mol.
Vậy khối lượng của Fe thu được là:
m(Fe) = n(Fe) * M(Fe) = 0,429 mol * 55,85 g/mol = 23,97 g
Vậy m = 23,97 g.
Để tính V, ta dùng định luật Avogadro:
V(H2) / n(H2) = V(CO) / n(CO)
Với n(H2) = 0,01 mol và n(CO) = 0,429 mol.
Vậy V = (V(H2) / n(H2)) * n(CO) = (V(H2) / 0,01) * 0,429
Từ tỉ khối đối với H2 của hỗn hợp B, ta có:
V(H2) / V = 10,75
Vậy V = V(H2) / 10,75
Thay vào công thức tính V, ta có:
V = (V(H2) / 0,01) * 0,429 = (V / 10,75) * 0,429
Giải phương trình trên, ta có:
V = 0,041 L
Vậy V = 0,041 L và m = 23,97 g.