CO khử oxit kim loại

Chuyên đề Hóa học lớp 9: CO khử oxit kim loại được VnDoc sưu tầm và giới thiệu tới các bạn học sinh cùng quý thầy cô tham khảo. Nội dung tài liệu sẽ giúp các bạn học sinh học tốt môn Hóa học lớp 9 hiệu quả hơn. Mời các bạn tham khảo.

I. Lý thuyết và phương pháp giải

xCO + M₂O_x → 2M + xCO₂

 Phương pháp giải

Phương chung để giải là dùng phương pháp bảo toàn electron hoặc bảo toàn nguyên tố hoặc bảo toàn khối lượng, hoặc tang giảm khối lượng để giải.

Chú ý:

+ Trong các phản ứng của C, CO, H₂ thì số mol CO= n_CO2, n_C= n_CO2, n_H2= n_H2O.

+ Các chất khử C, CO, H₂ không khử được các oxit MgO, Al₂O₃ và các oxit khác của kim loại kiềm và kiềm thổ.

+ Đa số khi giải chúng ta chỉ cần viết sơ đồ chung của phản ứng, chứ không cần viết PTHH cụ thể, tuy nhiên các phản ứng nhiệt nhôm nên viết rõ PTHH vì bài toán còn liên quan nhiều chất khác.

+ Thực chất khi cho CO, H₂ tác dụng với các chất rắn là oxit thì khối lượng của chất rắn giảm đi chính là khối lượng của oxi trong các oxit.

II.  Bài tập ví dụ minh họa

Đáp án hướng dẫn giải

Cách 1: Ta có xCO + M₂O_x → 2M + xCO₂

CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃ + H₂O

0,15                           15/100 = 0,15 mol

→ n_CO = n_CO2 = 0,15 mol

m; m’ lần lượt là khối lượng chất rắn trước và sau phản ứng

Theo định luật bảo toàn khối lượng:

m + m_CO = m' + m_CO2 → m + 0,15.28 = 215 + 0,15.44 → m = 217,4g

→ Đáp án A

Cách 2:

Theo phương pháp tăng giảm khối lượng:

Cứ 1 mol CO phản ứng lấy mất 1 mol O trong oxit tạo ra 1 mol CO₂ → khối lượng chất rắn giảm đi 16 gam

→ Vậy có 0,15 mol CO phản ứng → khối lượng chất rắn giảm đi 16.0,15 = 2,4 gam

→ Khối lượng chất rắn ban đầu là: m = 215 + 2,4 = 217,4 gam

→ Đáp án A

Đáp án hướng dẫn giải

a) n_CO = 24,64/22,4 = 1,1 mol

Ta có: aCO + M₂O_a → 2M + aCO₂

Theo phương pháp tăng giảm khối lượng:

Cứ 1 mol CO phản ứng → khối lượng chất rắn giảm đi 16 gam

→ Vậy có 1,1 mol CO phản ứng → khối lượng chất rắn giảm đi 16.1,1 = 17,6 gam

→ Khối lượng chất rắn sau phản ứng là: x = 69,6 – 17,6 = 52 gam

→ Đáp án A

b) Theo ý a) ta có hỗn hợp oxit bị khử hoàn toàn → n_O(oxit) = n_{CO phản ứng} = 1,1 mol

69,6 gam A + dung dịch HCl (vừa đủ) → dung dịch B chứa y gam muối

M₂O_a + 2aHCl → 2MCl_a + xH₂O

Theo phương pháp tăng giảm khối lượng:

Ta nhận thấy 1 mol O trong oxit bị thay thế bởi 2 mol Cl để tạo thành muối → khối lượng muối tăng so với khối lượng oxit là: 2.35,5 – 16 = 55 gam

→ 1,1 mol O trong oxit bị thay thế bởi 2,2 mol Cl → khối lượng muối tăng so với khối lượng oxit là: 1,1.55 = 60,5 gam

→ y = 69,6 + 60,5 = 130,1 gam

→ Đáp án B

c) Cho B + dung dịch NaOH dư → z gam kết tủa

MCl_a + aNaOH → M(OH)_a + aNaCl

Theo phương pháp tăng giảm khối lượng:

Ta nhận thấy 1 mol Cl trong muối bị thay thế bởi 1 mol OH để tạo thành hiđroxit → khối lượng hiđroxit giảm so với khối lượng muối là: 35,5 – 17 = 18,5 gam

→ 2,2 mol Cl trong muối bị thay thế bởi 2,2 mol OH → khối lượng hiđroxit giảm so với khối lượng muối là: 18,5.2,2 = 40,7 gam

→ z = 130,1 – 40,7 = 89,4 gam

→ Đáp án B

Đáp án hướng dẫn giải

Phương trình hóa học

4CO + Fe₃O₄ → 3Fe + 4CO₂

CO + CuO → Cu + CO₂

Từ phương trình hóa học ta có:

n_CO = n_CO2 = x mol

Khí thoát ra khỏi bình dẫn qua dung dịch Ca(OH)₂ thu được 10 gam kết tủa CaCO₃

=>n_CaCO3 = 10/100 = 0,1 mol

CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃↓ + H₂O

0,1 mol ← 0,1 mol

Bảo toàn khối lượng:

m_CO + m_hhFe3O4,CuO = m_CO2 + m_hhkl

=> 0,1.28 + m = 0,1.44 + 4,64 => m = 6,24 gam

Đáp án hướng dẫn giải

Công thức giải nhanh: n_{O trong oxit} = n_{CO phản ứng} = n_CO2

Hướng dẫn giải:

n_CaCO3 = 7,5: 100 = 0,075 (mol)

=> n_{O(trong oxit)} = n_CO = n_CO2 = 0,075 (mol)

m = 107,5 +  0,075.16 = 108,7(g)

Đáp án hướng dẫn giải

áp dung ĐLBT khối lượng

nCO₂ = nCO = x mol

m_oxit + m_CO = m_{chất rắn} +m_CO2

28x – 44x = 11,2 – 16==> x = 0,3.

Vậy V_CO = 0,3.22,4 = 6,72 lit

III. Bài tập vận dụng liên quan 

Câu 1: Cho luồng khí H₂ dư qua hỗn hợp các oxit CuO, Fe₂O₃, ZnO, MgO nung nóng ở nhiệt độ cao. Sau phản ứng, hỗn hợp chất rắn còn lại là :

A. Cu, Fe, ZnO, MgO.

B. Cu, Fe, Zn, Mg.

C. Cu, Fe, Zn, MgO.

D. Cu, FeO, ZnO, MgO.

Câu 2: Cho khí CO (dư) đi vào ống sứ nung nóng đựng hỗn hợp X gồm Al₂O₃, MgO, Fe₃O₄, CuO thu được chất rắn Y. Cho Y vào dung dịch NaOH (dư), khuấy kĩ, thấy còn lại phần không tan Z. Giả sử các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Phần không tan Z gồm.

A. MgO, Fe₃O₄, Cu.

B. MgO, Fe, Cu.

C. Mg, Fe, Cu.

D. Mg, Al, Fe, Cu.

Câu 3: Cho luồng khí CO (dư) đi qua 9,1 gam hỗn hợp gồm CuO và Al₂O₃ nung nóng đến khi phản ứng hoàn toàn, thu được 8,3 gam chất rắn. Khối lượng CuO có trong hỗn hợp ban đầu là

A. 0,8 gam.

B. 8,3 gam.

C. 2,0 gam.

D. 4,0 gam.

Câu 4: Cho V lít hỗn hợp khí (ở đktc) gồm CO và H₂ phản ứng với một lượng dư hỗn hợp rắn gồm CuO và Fe₃O₄ nung nóng. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, khối lượng hỗn hợp rắn giảm 0,32 gam. Giá trị của V là :

A. 0,224 lít.

B. 0,560 lít.

C. 0,112 lít.

D. 0,448 lít.

Câu 5: Dẫn từ từ V lít khí CO (ở đktc) đi qua một ống sứ đựng lượng dư hỗn hợp rắn gồm CuO, Fe₂O₃ (ở nhiệt độ cao). Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được khí X. Dẫn toàn bộ khí X ở trên vào lượng dư dung dịch Ca(OH)₂ thì tạo thành 4 gam kết tủa. Giá trị của V là

A. 0,896 lít.

B. 1,120 lít.

C. 0,224 lít.

D. 0,448 lít.

Câu 6. Cho V lít đktc hỗn hợp khí gồm CO và H₂ phản ứng với một lượng dư hỗn hợp rắn gồm CuO và Fe₃O₄ nung nóng. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, khối lượng hỗn hợp rắn giảm 0,16 gam. Giá trị của V là

A. 0,224.

B. 0,448.

C. 0,112.

D. 0,560.

Câu 7. Cho m gam hỗn hợp X gồm CuO, Fe₂O₃, FeO tác dụng vừa đủ với 200 ml dung dịch chứa H₂SO₄ 1M và HCl 1M. Để khử hoàn toàn m gam hỗn hợp X (nung nóng) cần tối thiểu V lít khí CO (đktc). Giá trị của V là:

A. 3,36

B. 4,48

C. 1,12

D. 6,72

Câu 8. Khử m gam hỗn hợp X gồm các oxit CuO, FeO, Fe₃O₄ và Fe₂O₃ bằng khí CO ở nhiệt độ cao, người ta thu được 40 gam hỗn hợp chất rắn Y và 6,6 gam khí CO₂. Giá trị của m là

A. 53,2

B. 22,4

C. 49,6

D. 44,8

..................................

Với chuyên đề: CO khử oxit kim loại trên đây chúng ta có thể hiểu rõ về tính chất vật lý, tính chất hóa học, các phương trình phản ứng co khi khử oxit kim loại