Hỗn hợp B gồm hai khí: cacbon oxit và hiđro có tỉ khối đối với H­2 là 10,75. Để khử hoàn toàn m gam Fe3O4 nung nóng cần vừa đủ V lít hỗn hợp B (ở đktc). Kết thúc phản ứng thu được 16,8 gam Fe. a. Tính...

Để giải bài toán này, ta cần thực hiện một số bước như sau: ### a. Tính thành phần phần trăm về thể tích của mỗi khí trong hỗn hợp B. 1. **Tính khối lượng mol của hỗn hợp B:** Tỉ khối của hỗn hợp B so với H₂ là 10,75. Từ đó, ta có: \[ D = \frac{M_{B}}{M_{H_2}} = 10,75 \Rightarrow M_{B} = 10,75 \times M_{H_2} = 10,75 \times 2 = 21,5 \, g/mol \] 2. **Xác định thành phần của các khí trong hỗn hợp:** Giả sử hỗn hợp B có \( x \) là tỉ lệ thể tích của CO và \( y \) là tỉ lệ thể tích của H₂. Ta có: \[ x + y = 1 \] Khối lượng mol của CO là 28 g/mol. Ta có phương trình sau cho khối lượng mol hỗn hợp B: \[ M_{B} = x \cdot M_{CO} + y \cdot M_{H_2} \] Thay vào ta có: \[ 21,5 = 28x + 2y \] Từ phương trình \( y = 1 - x \), thay vào phương trình khối lượng mol: \[ 21,5 = 28x + 2(1 - x) \] Giải phương trình này: \[ 21,5 = 28x + 2 - 2x \Rightarrow 21,5 = 26x + 2 \Rightarrow 26x = 19,5 \Rightarrow x = \frac{19,5}{26} \approx 0,75 \] Từ đó, \( y = 1 - x = 0,25 \). 3. **Tính phần trăm thể tích của mỗi khí:** - Thể tích phần trăm của CO: \[ \text{Phần trăm CO} = x \cdot 100\% = 0,75 \cdot 100\% = 75\% \] - Thể tích phần trăm của H₂: \[ \text{Phần trăm H₂} = y \cdot 100\% = 0,25 \cdot 100\% = 25\% \] ### b. Tính V và m. 1. **Tính số mol của Fe:** \[ \text{Số mol Fe} = \frac{16,8 \, g}{56 \, g/mol} = 0,3 \, mol \] 2. **Phương trình phản ứng khử Fe3O4 bằng CO:** \[ Fe_3O_4 + 4CO \rightarrow 3Fe + 4CO_2 \] Từ phương trình trên, số mol CO cần thiết để khử 1 mol Fe3O4 là 4 mol CO. Để thu được 0,3 mol Fe, ta cần: \[ \text{Số mol Fe3O4} = \frac{0,3}{3} = 0,1 \, mol \] Số mol CO cần thiết: \[ n_{CO} = 4 \cdot 0,1 = 0,4 \, mol \] 3. **Tính V của hỗn hợp B:** Số mol CO trong hỗn hợp B là 0,4 mol. Với hỗn hợp B có 75% là CO: \[ n_{B} = n_{CO} + n_{H_2} = 0,4 + 0,1333 \text{ (tính từ tỉ lệ 25\%)} \] Ta biết rằng \( 0,4 \, mol \) là 75% của hỗn hợp, suy ra: \[ V_{B} = n_{B} \cdot 22,4 \, l = (0,4 + 0,1333) \cdot 22,4 = 11,2 \, l \text{ (trong điều kiện tiêu chuẩn)} \] 4. **Tính m của Fe3O4:** Khối lượng mol của Fe3O4 là 232 g/mol: \[ m = n_{Fe3O4} \cdot M_{Fe3O4} = 0,1 \cdot 232 = 23,2 \, g \] ### Kết luận: - a. Phần trăm thể tích của CO là 75% và H₂ là 25%. - b. V = 11,2 l và m = 23,2 g.