a)

Khử hoàn toàn hỗn hợp X bằng khí hidro nóng, cả CuO và Fe3O4 đều phản ứng:

CuO + H$_{2}$ → Cu↓ + $H_{2}$O↑ (1)

Fe$_{3}$O$_{4}$ + 4H$_{2}$ → 3Fe↓ + 4H$_{2}$O↑ (2)
  0,1                             0,3

⇒ Hỗn hợp chất rắn Y gồm Cu và Fe

Cho Y tác dụng với lượng dư dung dịch HCl, chỉ có Fe phản ứng:

 Fe + 2HCl → FeCl$_{2}$ + H$_{2}$↑ (3)

0,3                                0,3

⇒ Lượng khí hidro sinh ra là của riêng phản ứng (3)

$n_{H_{2}}$ = $\frac{V_{H_2}}{22,4}$ = $\frac{6,72}{22,4}$ = 0,3(mol)

n$_{Fe}$ = n$_{H_{2}(3)}$ = 0,3(mol)

⇒ n$_{Fe_{3}O_{4}ban.đầu}$ = n$_{Fe}$ : 3 . 1 = 0,1(mol)

⇒ m$_{Fe_{3}O_{4}ban.đầu}$ = n$_{Fe_{3}O_{4}ban.đầu}$ . M$_{Fe_{3}O_{4}}$ = 0,1 . 232 = 23,2(g)

m$_{Fe_{3}O_{4}ban.đầu}$ + m$_{CuO.ban.đầu}$ = m$_{X}$

⇒ 23,2 + m$_{CuO.ban.đầu}$ = 35,2

⇒ m$_{CuO.ban.đầu}$ = 35,2 - 23,2

⇒ m$_{CuO.ban.đầu}$ = 12(g)

%m$_{Fe_{3}O_{4}}$ = $\frac{m_{Fe_{3}O_{4}}}{m_X}$ . 100% = $\frac{23,2}{35,2}$ . 100% = 65,91%

%m$_{CuO}$ = $\frac{m_CuO}{m_X}$ . 100% = $\frac{12}{35,2}$ . 100% = 34,09%

b)

Cho X vào dung dịch ${H_{2}SO_4}$ loãng, cả CuO và Fe3O4 phản ứng:

CuO + $H_{2}SO_{4}$ → ${CuSO_4}$ + $H_{2}O$
0,15       0,15 

$Fe_{3}O_{4}$ + 4$H_{2}SO_{4}$ → $Fe_{2}(SO_{4})_3$ + $FeSO_{4}$ + 4$H_{2}O$
   0,1              0,4 

n$_{CuO}$ = $\frac{m_CuO}{M_CuO}$ = $\frac{12}{80}$ = 0,15(mol)

∑n$_{H_{2}SO_{4}}$ = n$_{CuO}$ + n$_{Fe_{3}O_{4}}$ . 4 = 0,15 + 0,1 . 4 = 0,55(mol)

V$_{H_{2}SO_{4}}$ = $\frac{n_{H_{2}SO_{4}}}{C_{{m}_{H_2SO_4}}}$ = $\frac{0,55}{0,5}$ = 1,1(l) = 1100ml 

Mk xin ctlhn

Đáp án:

\(\begin{array}{l}
a)\\
\% {m_{F{e_3}{O_4}}} = 65,91\% \\
\% {m_{CuO}} = 34,09\% \\
b)\\
{V_{{\rm{dd}}{H_2}S{O_4}}} = 1,1l
\end{array}\)

Giải thích các bước giải:

\(\begin{array}{l}
a)\\
CuO + {H_2} \xrightarrow{t^0} Cu + {H_2}O\\
F{e_3}{O_4} + 4{H_2} \xrightarrow{t^0} 3Fe + 4{H_2}O\\
Fe + 2HCl \to FeC{l_2} + {H_2}\\
{n_{{H_2}}} = \dfrac{{6,72}}{{22,4}} = 0,3\,mol\\
{n_{Fe}} = {n_{{H_2}}} = 0,3\,mol\\
{n_{F{e_3}{O_4}}} = \dfrac{{0,3}}{3} = 0,1\,mol\\
\% {m_{F{e_3}{O_4}}} = \dfrac{{0,1 \times 232}}{{35,2}} \times 100\%  = 65,91\% \\
\% {m_{CuO}} = 100 - 65,91 = 34,09\% \\
b)\\
{m_{CuO}} = 35,2 - 0,1 \times 232 = 12g\\
{n_{CuO}} = \dfrac{{12}}{{80}} = 0,15\,mol\\
CuO + {H_2}S{O_4} \to CuS{O_4} + {H_2}O\\
F{e_3}{O_4} + 4{H_2}S{O_4} \to F{e_2}{(S{O_4})_3} + FeS{O_4} + 4{H_2}O\\
{n_{{H_2}S{O_4}}} = 0,15 + 0,1 \times 4 = 0,55\,mol\\
{V_{{\rm{dd}}{H_2}S{O_4}}} = \dfrac{{0,55}}{{0,5}} = 1,1l
\end{array}\)