Hỗn hợp A gồm Al2O3 và Fe2O3. Dẫn khí CO

Câu 21: Hỗn hợp A gồm Al₂O₃ và Fe₂O₃. Dẫn khí CO qua 10,55 gam A và nung nóng thu được hỗn hợp rắn B gồm 5 chất và hỗn hợp khí D. Dẫn D qua dung dịch Ca(OH)₂ dư có 2,5 gam kết tủa. Đem hỗn hợp B tác dụng vừa đủ với 0,5 lít dung dịch H₂SO₄ loãng 0,5 M thì có 1,12 lít khí thoát ra (đktc). Viết phương trình hóa học xảy ra và tính % khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp A.

Trả lời

$$\begin{gathered} 3CO+F{e}_2{O}_3\stackrel{t^{°}}{\to }2Fe+3C{O}_2 \\ CO+F{e}_2{O}_3\stackrel{t^{°}}{\to }2FeO+C{O}_2 \\ CO+\text{ 3}F{e}_2{O}_3\stackrel{t^{°}}{\to }2F{e}_3{O}_4+C{O}_2 \end{gathered}$$

CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃ + H₂O

Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂

FeO + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂O

Fe₃O₄ + 4H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + 4H₂O

Fe₂O₃ + 3H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + 3H₂O

Al₂O₃ + 3H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 3H₂O

Gọi x, y là số mol Al₂O₃; Fe₂O₃

⇒102x + 160y = 10,55 (1)

 $n_{H_{2}S{O}_4}=0,25\left(mol\right);n_{H_2}=0,05\left(mol\right)$
Bảo toàn nguyên tố H:

$$\begin{gathered} n_{H_{2}O}=n_{H_{2}S{O}_4}-n_{H_2} \\ =0,25-0,05=0,2\left(mol\right) \\ \Rightarrow n_{O\left(B\right)}=n_{H_{2}O}=0,2\left(mol\right) \end{gathered}$$

Bảo toàn nguyên tố C:

$n_{CO}=n_{C{O}_2}=n_{CaC{O}_3}=0,025\left(mol\right)$

Bảo toàn nguyên tố O:

$\begin{array}{l}{n}_{O\left(A\right)}+n_{CO}=n_{O\left(B\right)}+2n_{C{O}_2}\\ \Rightarrow n_{O\left(A\right)}=0,2+0,025.2-0,025\\ =0,225\left(mol\right)\\ \Rightarrow 3x+2y=0,225\left(2\right)\end{array}$

Từ (1) và (2) $\left\{\begin{array}{l}x=0,025\\ y=0,05\end{array}\right.$

$\begin{array}{l}\%m_{A{l}_2{O}_3}=\frac{0,025.102}{10,55}.100\%=24,17\%\\ \Rightarrow \%m_{F{e}_2{O}_3}=100\%-24,17\%=75,83\%\end{array}$