Câu $\rm 9.$ Câu 9. (2 điểm),Cho hơi nước đi qua than nóng đỏ thu được hỗn hợp khí A gồm CO, $H_2,~CO_2.$,Cho A đi qua bình đựng $Ca(OH)_2$ dư, khí còn lại cho từ từ qua ống đựng m gam $Fe_3O_4$,nung nóng, sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được chất rắn B (giả sử $Fe_3O_4$ chỉ bị,khử thành Fe) và khí C. Cho B tan vừa hết trong 1,5 lít dung dịch $HNO_3~1,5M$ thu được,2,52 lít NO (đktc). Cho khí C hấp thụ vào dung dịch $Ba(OH)_2$ dư thu được 2,4625 gam,kết tủa.,1. Tính m.,2. Tính % thể tích các khí trong A.

Question

Accepted Answer

Để giải quyết bài toán này, chúng ta sẽ tiến hành từng bước:

**Bước 1:** Xác định số mol NO thu được từ phản ứng với $HNO_3$.

Sử dụng công thức:
$$
\text{Số mol NO} = \frac{V}{22,4} = \frac{2,52}{22,4} \approx 0,1125 \text{ mol}
$$

**Bước 2:** Phân tích phản ứng giữa B với $HNO_3$.

Giả sử chất rắn B là $Fe$:
$$
Fe + 4HNO_3 \rightarrow Fe(NO_3)_2 + 2NO + 2H_2O
$$

Từ phản ứng này, ta thấy 1 mol $Fe$ sẽ sinh ra 2 mol $NO$. Vậy số mol $Fe$ trong B là:
$$
\text{Số mol Fe} = \frac{0,1125}{2} = 0,05625 \text{ mol}
$$

**Bước 3:** Tính khối lượng của chất rắn B.

Khối lượng của B (Fe) sẽ là:
$$
m_B = n_{Fe} \cdot M_{Fe} = 0,05625 \cdot 56 = 3,15 \text{ g}
$$

**Bước 4:** Phân tích khí C và phản ứng với $Ba(OH)_2$.

Giả sử khí C chủ yếu là $CO_2$. Phản ứng:
$$
CO_2 + Ba(OH)_2 \rightarrow BaCO_3 \downarrow + H_2O
$$

Tính số mol kết tủa BaCO₃:
$$
\text{Khối lượng BaCO}_3 = 2,4625 \text{ g} \Rightarrow n_{BaCO_3} = \frac{m}{M} = \frac{2,4625}{197} \approx 0,0125 \text{ mol}
$$

**Bước 5:** Tính số mol $CO_2$ trong khí C.

Do 1 mol $CO_2$ tạo ra 1 mol $BaCO_3$, nên số mol $CO_2$ cũng là:
$$
n_{CO_2} = 0,0125 \text{ mol}
$$

**Bước 6:** Tổng hợp lại khí A.

Hỗn hợp khí A gồm $CO$, $H_2$, và $CO_2$:
- Gọi số mol $CO = n_{CO}$, số mol $H_2 = n_{H_2}$.
- Theo phản ứng với than, khí A mất $n_{CO_2} = 0,0125$ mol vào $Ca(OH)_2$, và phản ứng với $Fe_3O_4$ chỉ tạo $Fe$ và $CO_2$.

Khí A có thể viết biểu thức như sau:
$$
n_{CO} + n_{H_2} + n_{CO_2} = n_A
$$

**Bước 7:** Tính % thể tích các khí trong A.

Ta cần biết tổng số mol khí A:
$$
n_A = n_{CO} + n_{H_2} + 0,0125
$$

Số mol khí có thể tính từ khối lượng chất rắn B và khối lượng các khí đã biết, nhưng ở đây ta cần thông tin cụ thể về m. Từ các phản ứng ta có thể rút ra m tương ứng với mỗi khí.

Cuối cùng, từ các thông tin đã tính toán:
1. Khối lượng m là 3,15 g.
2. Phần trăm thể tích khí A, nếu biết thêm tỷ lệ số mol $CO$, $H_2$ sẽ giúp tìm ra chính xác thể tích từng khí.

**Kết quả:**
1. $ m = 3,15 \text{ g} $
2. Cần thêm thông tin về tỷ lệ mol của CO và H2 để tính phần trăm thể tích trong A.