Dùng V lít khí CO khử hoàn toàn 4 gam một oxit kim loại, phản ứng kết thúc thu được kim loại và hỗn hợp khí X. Tỷ khối của X so với H₂ là 19. Cho X hấp thụ hoàn toàn vào 2,5 lít dung dịch Ca(OH)₂ 0,025M người ta thu được 5 gam kết tủa.
a. Xác định kim loại và công thức hoá học của oxit đó.

b. Tính giá trị của V và thể tích của SO₂ (đktc) tạo ra khi cho lượng kim loại thu được ở trên tan hết vào dung dịch H₂SO₄ đặc, nóng dư.

- Gọi CTHH của oxit kim loại là M₂O_n (n∈N*)

Phản ứng khi dùng khí CO khử oxit kim loại:

M₂O_n + nCO  $\stackrel{t^{°}}{\to }$ 2M + nCO₂ (1)

Hỗn hợp khí X gồm: CO dư, CO₂.

Áp dụng sơ đồ đường chéo, ta có:

- Khi hấp thụ hỗn hợp khí X (gồm CO, CO₂) vào dung dịch chứa Ca(OH)₂ thì có thể xảy ra các phản ứng:

CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃ + H₂O (2)

CO₂ + CaCO₃ + H₂O → Ca(HCO₃)₂ (3)

 $n_{Ca{\left(OH\right)}_2}$ = 2,5.0,025 = 0,0625 (mol)

⇒  $n_{CaC{O}_3}<n_{Ca{\left(OH\right)}_2}$ nên xét 2 trường hợp:

+ TH1: Ca(OH)₂ dư, xảy ra phản ứng (2).

Khi đó,  $n_{C{O}_2}=n_{CaC{O}_3}=0,05\left(mol\right)$

n_CO dư = 0,6.0,05 = 0,03 (mol)

Theo (1),  $n_{M_2{O}_n}=\frac{1}{n}{n}_{C{O}_2}=\frac{0,05}{n}\left(mol\right)$

 $M_{M_2{O}_n}=2M_M+16n=\frac{4}{\frac{0,05}{n}}=80n(g/mol)$→ M_M = 32n

Với n = 2, M_M = 64 (g/mol) thì M: Cu (thỏa mãn).

Khi đó CTHH của oxit là CuO.

+ TH2: CO₂ dư hòa tan 1 phần kết tủa, xảy ra phản ứng (2) hoàn toàn và 1 phần (3).

Theo (2),  $n_{Ca{\left(OH\right)}_2}=n_{CaC{O}_3}=0,0625\left(mol\right)$ 

n_CO dư = 0,6.0,075 = 0,045 (mol)

Theo (1),  $n_{M_2{O}_n}=\frac{1}{n}{n}_{C{O}_2}=\frac{0,075}{n}\left(mol\right)$ 

 $M_{M_2{O}_n}=2M_M+16n=\frac{4}{\frac{0,075}{n}}=\frac{160}{3}n(g/mol)$→ M_M =  $\frac{56}{3}n$(g/mol)

Với n = 3, M_M = 56 (g/mol) thì M: Fe (thỏa mãn).

Khi đó CTHH của oxit là Fe₂O₃.

b, Phản ứng khử oxit kim loại bởi CO:

M₂O_n + nCO  $\stackrel{t^{°}}{\to }$ 2M + nCO₂

Do đó n_CO pứ =  $n_{C{O}_2}$

+ Với trường hợp oxit kim loại phản ứng là CuO,  $n_{C{O}_2}$=0,05 (mol) 

thì n_CO pứ = 0,05 (mol)

n_CO bđ = 0,05 + 0,03 = 0,08 (mol)

V = 0,08.22,4 = 1,792 (l)

+ Với trường hợp oxit kim loại phản ứng là Fe₂O₃,  $n_{C{O}_2}$ = 0,075 (mol)

thì n_CO pứ = 0,075 (mol)

n_CO bđ = 0,075 + 0,045 = 0,12 (mol)

V = 0,12.22,4 = 2,688 (l)