Câu 5: (2,0 điểm) Hòa tan hoàn toàn 3,44 gam hỗn hợp A gồm Iron và một oxide của Iron (chưa rõ hóa trị) bằng dung dịch HCl thì thoát ra 0,4958 lít Hydrogen (đkc). Mặt khác, lấy 6,88 gam hỗn hợp A đem k...

Để giải bài toán này, ta phân tích từng phần: **Dữ liệu đề bài:** - Hỗn hợp A gồm Fe và một oxide của Fe (Fe_xO_y). - Khối lượng hỗn hợp A: 3,44 gam. - Hòa tan 3,44 gam A bằng HCl, thu được 0,4958 lít H2 (đktc). - Lấy 6,88 gam A khử hoàn toàn bằng H2, thu được 5,6 gam chất màu trắng xám (chỉ có Fe). --- ### a. Tính thành phần phần trăm theo khối lượng của mỗi chất trong hỗn hợp A. Gọi: - m_Fe = khối lượng Fe trong hỗn hợp A - m_oxide = khối lượng oxide Fe trong hỗn hợp A Ta có: m_Fe + m_oxide = 3,44 gam (1) --- **Phản ứng với HCl:** - Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 - Fe_xO_y + 2yHCl → xFeCl2 + yH2O (giả sử oxide có Fe hóa trị II, hoặc có thể là Fe3O4, Fe2O3, ta sẽ xác định sau) Số mol H2 thu được: n_H2 = V / 22,4 = 0,4958 / 22,4 ≈ 0,0221 mol --- **Phản ứng tạo H2 từ Fe và oxide:** - Mỗi mol Fe phản ứng tạo 1 mol H2. - Mỗi mol oxide Fe_xO_y phản ứng tạo ra số mol H2 phụ thuộc vào số mol Fe trong oxide. Giả sử oxide có công thức FeO (Fe(II) oxide) thì: FeO + 2HCl → FeCl2 + H2O (không tạo H2) Như vậy oxide FeO không tạo H2 khi tác dụng với HCl. Nếu oxide là Fe2O3 (Fe(III) oxide): Fe2O3 + 6HCl → 2FeCl3 + 3H2O (không tạo H2) Cũng không tạo H2. Nếu oxide là Fe3O4 (hỗn hợp Fe(II) và Fe(III)): Fe3O4 + 8HCl → FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O (không tạo H2) Cũng không tạo H2. Như vậy, chỉ Fe kim loại mới tạo H2 khi tác dụng với HCl. Vậy số mol H2 = số mol Fe kim loại trong hỗn hợp. Từ đó: n_Fe = n_H2 = 0,0221 mol Khối lượng Fe kim loại: m_Fe = n_Fe × 56 = 0,0221 × 56 = 1,2376 gam --- Từ (1): m_oxide = 3,44 - 1,2376 = 2,2024 gam --- ### b. Xác định công thức oxide Lấy 6,88 gam hỗn hợp A khử hoàn toàn bằng H2 thu được 5,6 gam Fe. Phản ứng khử oxide: Fe_xO_y + yH2 → xFe + yH2O Khối lượng Fe thu được từ 6,88 gam hỗn hợp: m_Fe_total = 5,6 gam Khối lượng Fe ban đầu trong 6,88 gam hỗn hợp: Gọi tỉ lệ Fe trong hỗn hợp là x (tính theo phần trăm khối lượng): Từ phần a, tỉ lệ Fe trong hỗn hợp là: (1,2376 / 3,44) ≈ 0,36 (36%) Giả sử tỉ lệ Fe và oxide trong hỗn hợp không đổi, thì trong 6,88 gam: m_Fe = 6,88 × 0,36 = 2,48 gam m_oxide = 6,88 - 2,48 = 4,4 gam --- Khối lượng Fe thu được sau khử là 5,6 gam, lớn hơn khối lượng Fe ban đầu (2,48 gam), nên Fe thu được gồm Fe ban đầu và Fe từ oxide bị khử. Khối lượng Fe từ oxide: m_Fe_oxide = 5,6 - 2,48 = 3,12 gam --- Khối lượng oxide ban đầu là 4,4 gam, trong đó có 3,12 gam Fe và phần còn lại là O. Khối lượng O trong oxide: m_O = 4,4 - 3,12 = 1,28 gam --- Tính tỉ lệ mol Fe và O trong oxide: n_Fe = 3,12 / 56 = 0,0557 mol n_O = 1,28 / 16 = 0,08 mol Tỉ lệ mol Fe : O = 0,0557 : 0,08 ≈ 1 : 1.44 ≈ 7 : 10 Làm tròn tỉ lệ: Fe : O ≈ 7 : 10 Công thức oxide gần đúng là Fe7O10, nhưng công thức này không phổ biến. Thử chia tỉ lệ cho 2: Fe : O ≈ 3.5 : 5 ≈ 7 : 10 Không phải công thức đơn giản. Thử chia cho 0.0557: Fe : O = 1 : 1.44 Gần bằng Fe2O3 (tỉ lệ Fe:O = 2:3 = 1:1.5) Vậy oxide có thể là Fe2O3. --- **Kiểm tra lại:** Khối lượng Fe trong Fe2O3: Phân tử khối Fe2O3 = 2×56 + 3×16 = 112 + 48 = 160 Tỉ lệ Fe trong Fe2O3 = 112 / 160 = 0,7 (70%) Khối lượng Fe trong oxide 4,4 gam: 4,4 × 0,7 = 3,08 gam (gần 3,12 gam tính được) Khối lượng O = 4,4 - 3,08 = 1,32 gam (gần 1,28 gam) Sai số nhỏ do làm tròn. --- ### Kết luận: a. Thành phần phần trăm theo khối lượng trong hỗn hợp A: - Fe: 1,2376 gam / 3,44 gam × 100% ≈ 36% - Fe2O3: 2,2024 gam / 3,44 gam × 100% ≈ 64% b. Công thức oxide là Fe2O3. --- Nếu bạn cần tôi trình bày lại bài giải hoặc giải thích thêm, hãy cho biết nhé!