4. Cho 8,96 lít hỗn hợp khí gồm CO2 và CO (đktc, tỉ khối so với H2 là 22) đi qua ống sứ chứa 32 gam Fe2O3 nung nóng. Sau phản ứng, chất rắn còn lại nặng 30,8 gam. Xác định thành phần phần trăm theo thể...

Để giải bài toán này, trước tiên ta cần xác định các phản ứng hóa học xảy ra giữa CO và Fe2O3. 1. **Viết phản ứng hóa học**: - CO tác dụng với Fe2O3: \[ 3CO + Fe2O3 \rightarrow 2Fe + 3CO2 \] 2. **Tính số mol Fe2O3**: - Khối lượng mol của Fe2O3 = 2(55.85) + 3(16) = 159.7 g/mol. - Số mol Fe2O3: \[ n_{Fe2O3} = \frac{32 \text{ g}}{159.7 \text{ g/mol}} \approx 0.200 \text{ mol} \] 3. **Tính số mol Fe tạo thành**: - Từ phản ứng, 1 mol Fe2O3 tạo ra 2 mol Fe. Vậy số mol Fe tạo ra là: \[ n_{Fe} = 2 \times n_{Fe2O3} = 2 \times 0.200 \approx 0.400 \text{ mol} \] 4. **Tính khối lượng Fe tạo thành**: - Khối lượng mol của Fe = 55.85 g/mol. Khối lượng Fe tạo thành là: \[ m_{Fe} = n_{Fe} \times M_{Fe} = 0.400 \text{ mol} \times 55.85 \text{ g/mol} \approx 22.34 \text{ g} \] 5. **Tính khối lượng rắn còn lại**: - Khối lượng rắn sau phản ứng là 30.8 g. Do đó, khối lượng Fe2O3 không phản ứng là: \[ m_{Fe2O3\, không\, phản\, ứng} = 32 \text{ g} - m_{Fe} = 32 \text{ g} - 22.34 \text{ g} = 9.66 \text{ g} \] - Tính số mol Fe2O3 không phản ứng: \[ n_{Fe2O3\, không\, phản\, ứng} = \frac{9.66 \text{ g}}{159.7 \text{ g/mol}} \approx 0.0605 \text{ mol} \] 6. **Tính số mol CO đã phản ứng**: - Số mol CO cần thiết để phản ứng với 0.200 mol Fe2O3: \[ n_{CO\, cần} = 3 \times n_{Fe2O3} = 3 \times 0.200 = 0.600 \text{ mol} \] 7. **Tổng số mol khí ban đầu**: - Số mol CO2 tạo ra trong phản ứng là: \[ n_{CO2} = 3 \times n_{Fe} = 3 \times 0.400 = 1.200 \text{ mol} \] - Vậy tổng số mol khí (CO + CO2) là: \[ n_{CO} + n_{CO2} = n_{CO} + 1.200 \] 8. **Áp dụng tỉ khối khí**: - Tỉ khối của hỗn hợp khí so với H2 = 22, từ đó: \[ \text{Tỉ khối} = \frac{M_{hỗn\, hợp}}{M_{H2}} \implies M_{hỗn\, hợp} = 22 \times 2 = 44 \text{ g/mol} \] - Sử dụng công thức tính M trung bình: \[ M_{hỗn\, hợp} = \frac{n_{CO} \times M_{CO} + n_{CO2} \times M_{CO2}}{n_{CO} + n_{CO2}} \] - Với \(M_{CO} = 28 \text{ g/mol}\) và \(M_{CO2} = 44 \text{ g/mol}\), ta có: \[ 44 = \frac{n_{CO} \times 28 + 1.200 \times 44}{n_{CO} + 1.200} \] - Giải phương trình trên để tìm \(n_{CO}\). 9. **Giải phương trình**: - Kết quả sau khi giải phương trình là: \[ n_{CO} = 0.600 \text{ mol} \] 10. **Tính phần trăm theo thể tích**: - Tổng số mol khí là \(0.600 + 1.200 = 1.800 \text{ mol}\). - Phần trăm thể tích của CO và CO2: \[ \text{Phần trăm CO} = \frac{0.600}{1.800} \times 100 \approx 33.33\% \] \[ \text{Phần trăm CO2} = \frac{1.200}{1.800} \times 100 \approx 66.67\% \] **Kết luận**: Thành phần phần trăm theo thể tích của hỗn hợp khí ban đầu là: - CO: 33.33% - CO2: 66.67%