Đề bài
Khử 10,8 g sắt [II] oxit bằng 2,24 lit khí \[{H_2}\] [đktc] ở nhiệt độ cao.
a] Sau phản ứng thu được bao nhiêu gam chất rắn?
b] Cần thêm bao nhiêu lít \[{H_2}\] [đktc] để khử hoàn toàn chất rắn sau phản ứng?
Lời giải chi tiết
a] Số mol các chất là:
\[\eqalign{ & {n_{FeO}} = {{{m_{FeO}}} \over {{M_{FeO}}}} = {{10,8} \over {108}} = 0,15mol \cr & {n_{{H_2}}} = {{{V_{{H_2}}}} \over {22,4}} = {{2,24} \over {22,4}} = 0,1mol \cr} \]
Phương trình hóa học:
\[\eqalign{
& {H_{2[k]}} + Fe{O_{[r]}}\buildrel {{t^0}} \over
\longrightarrow F{e_{[r]}} + {H_2}{O_{[h]}} \cr
& 0,1\,\,\,\,\, \to 0,1\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,0,1\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,mol \cr} \]
\[\left. \matrix{ {{{n_{{H_2}[{\text{ban đầu]}}}}} \over 1} = {{0,1} \over 1} = 0,1 \hfill \cr {{{n_{FeO[{\text{ban đầu] }}}}} \over 1} = {{0,15} \over 1} = 0,15 \hfill \cr} \right\}\] \[ \Rightarrow {{{n_{{H_2}[{\text{ban đầu]}}}}} \over 1} < {{{n_{FeO[{\text{ban đầu]}}}}} \over 1} \] \[\Rightarrow \left\{ \matrix{ {H_2}:{\text{hết}} \hfill \cr FeO: \text{dư} \hfill \cr} \right. \Rightarrow {\text{ Tính theo }}{{\rm{H}}_2}\]
\[\buildrel {{\text{theo phương trình}}} \over \longrightarrow \left\{ \matrix{ {n_{Fe}} = 0,1mol \hfill \cr {n_{FeO[{\text{pứ]}}}} = 0,1mol \hfill \cr} \right.\]
khối lượng chất rắn = 0,1.72 + 0,1.56 = 12,8 gam
b] phương trình hóa học:
\[FeO + {H_2}\buildrel {{t^0}} \over \longrightarrow Fe + {H_2}O\]
0,05\[ \to \] 0,05 mol.
\[\buildrel {{\text{theo phương trình}}} \over \longrightarrow {n_{{H_2}}} = 0,05mol\]
Thể tích khí \[{H_2}\] cần thêm để khử hoàn toàn chất rắn sau phản ứng là:
\[{V_{{H_2}}} = {n_{{H_2}}}.22,4 = 0,05.22,4 \] \[= 1,12\text{ lít}\] .