Dùng 200 ml dung dịch HCl hòa tan hỗn hợp A gồm CuO và Fe2O3 có khối lượng 9,6 g khuấy đều .Phản ứng kết thúc, làm bay hơi dung dịch sản phẩm được 16,2 gam chất rắn khan. Nếu dùng 400 ml dung dịch HCl trên , rồi làm thí nghiệm tương tự hòa tan cùng một lượng hỗn hợp A đó, làm bay hơi sản phẩm được 18,4 gam chất rắn khan .Tính nồng độ mol của dung dịch HCl đã dùng và thành phần % khối lượng mỗi oxit trong hỗn hợp A ban đầu? trả lời chi tiết ạ

Đáp án:

$\rm C_{M\ HCl}=1,2(M)$

$\rm \%m_{CuO}=33,33\%; \%m_{Fe_2O_3}=66,67\%$

Giải thích các bước giải:

Theo đề ra, $\rm V_{HCl}$ ở thí nghiệm 2 gấp đôi $\rm V_{HCl}$ ở thí nghiệm 1, nhưng khối lượng rắn thu được ở thí nghiệm 2 không tăng gấp đôi khối lượng rắn ở thí nghiệm 1, nên ta khẳng định được:

Ở thí nghiệm 1, hỗn hợp A chưa phản ứng hết.

Ở thí nghiệm 2, hỗn hợp A đã phản ứng hết.

Tính $\rm C_{M\ HCl}:$

Xét thí nghiệm 1: 

Gọi x là số mol của $\rm HCl$

Bảo toàn nguyên tố $\rm H:$

$\rm n_{H_2O}=\dfrac{1}{2}n_{HCl}=0,5x(mol)$

Bảo toàn khối lượng:

$\rm m_A+m_{HCl}=m_{ran}+m_{H_2O}$

$\rm ⇔9,6+36,5x=16,2+18×0,5x$

$\rm ⇒x=0,24(mol)$

$\rm C_{M\ HCl}=\dfrac{0,24}{0,2}=1,2(M)$

Tính phần trăm khối lượng mỗi oxit trong hỗn hợp A ban đầu.

Xét thí nghiệm 2:

Gọi a là số mol của $\rm CuO$ và b là số mol của $\rm Fe_2O_3$

Phản ứng:

$\rm CuO+HCl\longrightarrow CuCl_2+H_2O\\\hspace{0,4cm}a\hspace{1,9cm}\to\hspace{0,7cm}a\hspace{2cm}(mol)$

$\rm Fe_2O_3+3HCl\longrightarrow 2FeCl_3+3H_2O\\\hspace{0,5cm}b\hspace{2,4cm}\to\hspace{0,7cm}2b\hspace{2cm}(mol)$

Theo đề bài, ta có hệ phương trình:

$\begin{cases} \rm 80a+160b=9,6\\\rm 135a+325b=18,4 \end{cases}$

Giải hệ phương trình, ta được: $\rm a=b=0,04$

Vậy: $\rm \%m_{CuO}=\dfrac{0,04×80}{9,6}×100\%=33,33\%$

$\rm \quad \%m_{Fe_2O_3}=100\%-33,33\%=66,67\%$