Khử hoàn toàn 4,8g một oxit sắt (FexOy) ở nhiệt độ cao cần dùng 2,016 lít khí CO (đktc) thu được Fe. Tìm công thức oxit sắt nói trên.

Để tìm công thức của oxit sắt \( FexOy \), trước tiên chúng ta cần xác định số mol của khí CO đã sử dụng trong quá trình khử. 1. **Tính số mol của CO:** - Ở điều kiện tiêu chuẩn (đktc), 1 mol khí chiếm 22,4 lít. - Số mol CO = \( \frac{2,016 \, \text{lít}}{22,4 \, \text{lít/mol}} = 0,09 \, \text{mol} \). 2. **Phản ứng khử:** - Phản ứng khử oxit sắt bằng CO có thể được viết như sau: \[ Fe_2O_3 + 3CO \rightarrow 2Fe + 3CO_2 \] \[ FeO + CO \rightarrow Fe + CO_2 \] Từ phản ứng trên, ta thấy rằng: - 1 mol \( Fe_2O_3 \) cần 3 mol CO. - 1 mol \( FeO \) cần 1 mol CO. 3. **Tính số mol của Fe thu được:** - Từ phản ứng \( Fe_2O_3 + 3CO \rightarrow 2Fe + 3CO_2 \), ta thấy 3 mol CO sẽ tạo ra 2 mol Fe. - Số mol Fe thu được từ 0,09 mol CO là: \[ \text{Số mol Fe} = \frac{2}{3} \times 0,09 = 0,06 \, \text{mol} \] 4. **Tính khối lượng của Fe:** - Khối lượng của Fe = số mol × khối lượng mol của Fe (Fe = 56 g/mol): \[ \text{Khối lượng Fe} = 0,06 \, \text{mol} \times 56 \, \text{g/mol} = 3,36 \, \text{g} \] 5. **Tính khối lượng của oxit sắt ban đầu:** - Khối lượng oxit sắt ban đầu = khối lượng Fe + khối lượng còn lại của oxit sắt: \[ \text{Khối lượng oxit sắt} = 4,8 \, \text{g} \] 6. **Tính số mol của oxit sắt:** - Giả sử công thức của oxit sắt là \( Fe_xO_y \), ta có: \[ \text{Khối lượng oxit sắt} = x \times 56 + y \times 16 = 4,8 \, \text{g} \] 7. **Tính toán:** - Từ phản ứng \( Fe_2O_3 \) (x = 2, y = 3): \[ 2 \times 56 + 3 \times 16 = 112 + 48 = 160 \, \text{g} \] - Từ phản ứng \( FeO \) (x = 1, y = 1): \[ 1 \times 56 + 1 \times 16 = 56 + 16 = 72 \, \text{g} \] Tuy nhiên, với 4,8 g oxit sắt, ta có thể tính toán cho \( Fe_3O_4 \) (x = 3, y = 4): \[ 3 \times 56 + 4 \times 16 = 168 + 64 = 232 \, \text{g} \] Từ đó, ta có thể kết luận rằng oxit sắt là \( Fe_3O_4 \). **Kết luận:** Công thức của oxit sắt là \( Fe_3O_4 \).