Hỗn hợp X gồm Cu, Fe3O4 và Kim loai M ( có hóa trị không đổi). Khử hoàn toàn 6,32g hỗn hợp x bằng CO dư, sau phản ứng thu được 5,04g chất rắn Y. Cho Y tác dụng với dd HCl, thu được 2,016 lít khí. Mặt khác cho hỗn hợp x tác dụng vớ dd H2SO4 đặc nóng, dư thu đc 1,232 lít SO2. Xđ M. Hòa tan 6,32g HH X trên cần vừa đủ V ml dd H2SO4 1M, sau phản ứng thu đc dd Z và khí H2. Tìm khoảng giá trị của V

Đáp án:

 $V=0,14(l)$

Giải thích các bước giải:

Xét phản ứng của $X$ với khí $CO$ dư:

$n_{O}=\frac{6,32-5,04}{16}=0,08(mol)$

$ \to n_{Fe_3O_4}=\frac{0,08}{4}=0,02(mol)$

Đặt $6,32(g)X\begin{cases} Cu:x(mol)\\Fe_3O_4:0,02(mol)\\M:y(mol) \end{cases}$

$ \to 64.x+0,02.232+M_{M}.y=6,32$             $(1)$

Xét phản ứng của $Y$ với dd $HCl$:

$Y$ gồm $\begin{cases} Cu:x(mol)\\Fe:0,02.3=0,06(mol)\\M:y(mol) \end{cases}$

$n_{H_2}=\frac{2,016}{22,4}=0,09(mol)$

Giả sử kim loại $M$ không phản ứng với $H_2$

Gọi $n$ là hóa trị không đổi tương ứng của kim loại $M$

$\xrightarrow{\text{Bảo toàn electron}}:n_{Fe}=n_{H_2}$

Hay $0,06\neq 0,09$ 

Vậy giả sử sai , kim loại $M$ có khả năng phản ứng với $H_2$

$\xrightarrow{\text{Bảo toàn electron}}:2.0,06+n.y=0,09.2$              $(2)$

Xét phản ứng của $X$ với dd $H_2SO_4$ đặc nóng:

$n_{SO_2}=\frac{1,232}{22,4}=0,055(mol)$

$\xrightarrow{\text{Bảo toàn electron}}:2.x+0,02+n.y=0,055.2$           $(3)$

Từ $(2) \to n.y=0,09.2-2.0,06=0,06 \to y=\frac{0,06}{n}$ 

Thay vào $(3) \to x=\frac{0,055.2-0,02-0,06}{2}=0,015$

Thay $x=0,015$ và $y=\frac{0,06}{n}$ vào $(1)$

Suy ra $M_{M}.\frac{0,06}{n}=6,32-0,02.232-64.0,015=0,72$

$ \to M_{M}=12.n$

$n=2 \to M_{M}=24(g/mol)$

Vậy $M$ là Magnesium ( $Mg$ ) với số mol tương ứng là $\frac{0,06}{2}=0,03(mol)$

Vậy $6,32(g)X\begin{cases} Cu:0,015(mol)\\Fe_3O_4:0,02(mol)\\Mg:0,03(mol) \end{cases}$

Xét phản ứng của $X$ với dd $H_2SO_4$ với nồng độ $1(M)$:

Ta có $:n_{H_2SO_4}=4.n_{Fe_3O_4}+2.n_{Mg}=4.0,02+2.0,03=0,14(mol)$

$V_{H_2SO_4}=\frac{0,14}{1}=0,14(l)$