Khử oxit kim loại bằng C hoặc CO và cách giải (hay, chi tiết)

Trang trước Trang sau

Với bài viết Khử oxit kim loại bằng C hoặc CO và cách giải sẽ giúp học sinh nắm vững lý thuyết, biết cách làm bài tập từ đó có kế hoạch ôn tập hiệu quả để đạt kết quả cao trong các bài thi môn Hóa học 9.

I. Lý thuyết và phương pháp giải

- Ở nhiệt độ cao, C (hoặc CO) có thể khử được oxit của các kim loại đứng sau Al trong dãy hoạt động hóa học để tạo thành kim loại. Trong luyện kim người ta sử dụng tính chất này để điều chế kim loại.

- Ví dụ:

2CuO + C $\overset{t^{o}}{\to}$ 2Cu + CO₂

PbO + CO $\overset{t^{o}}{\to}$ Pb + CO₂

- Phương pháp giải:

+ Bước 1: Đổi dữ kiện của đề bài đã cho ra số mol.

+ Bước 2: Viết phương trình hóa học xảy ra.

+ Bước 3: Tìm số mol của các chất tham gia, các chất tạo thành theo số mol đã biết.

+ Bước 5. Tính toán theo yêu cầu của đề bài và kết luận.

- Ngoài ra có thể vận dụng các định luật bảo toàn như bảo toàn nguyên tố, bảo toàn khối lượng để giải.

Lưu ý:

- Nếu dùng C để khử oxit kim loại thường sinh ra hỗn hợp khí CO và CO₂.

- Nếu khử Fe₂O₃ bằng C hoặc CO thì chất rắn thu được có thể là Fe hoặc hỗn hợp oxit sắt và Fe.

- Phản ứng riêng giữa C với CaO:

2C + CaO $\overset{t^{o}}{\to}$ CaC₂ + CO

II. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Cho CO tác dụng với CuO nung nóng được hỗn hợp chất rắn A và khí B. Hòa tan hoàn toàn A vào dung dịch H₂SO₄đặc nóng, cho B vào dung dịch nước vôi trong lấy dư, viết các phương trình phản ứng hóa học xảy ra?

Lời giải:

Phương trình phản ứng hóa học xảy ra là:

CO + CuO $\overset{t^{o}}{\to}$ Cu + CO₂↑

Hỗn hợp chất rắn A gồm: Cu và CuO dư

Khí B: CO₂

Hòa tan chất rắn A trong dung dịch H₂SO₄đặc nóng:

Cu + 2H₂SO_{4 đặc} $\overset{t^{o}}{\to}$ CuSO₄ + SO₂↑ + 2H₂O

CuO + H₂SO_{4 đặc} $\overset{t^{o}}{\to}$ CuSO₄ + H₂O

Khí B sục vào dung dịch nước vôi trong lấy dư:

CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃↓ + H₂O

Ví dụ 2: Nung 19,15 gam hỗn hợp CuO và PbO với 1 lượng C vừa đủ trong môi trường không có oxi tạo ra hỗn hợp kim loại và khí CO₂. Toàn bộ lượng khí sinh ra được dẫn vào dung dịch Ca(OH)₂ dư, phản ứng xong thu được 7,5 gam kết tủa trắng.

a, Tính khối lượng mỗi oxit ban đầu? Khối lượng mỗi kim loại thu được?

b, Tính khối lượng C cần dùng?

Lời giải:

Đặt:n_CuO = x mol và n_PbO = y mol

m_{hỗn hợp} = 80x + 223y = 19,15 (1)

$n_{↓}$ = $n_{C a C O_{3}}$ = $\frac{7, 5}{100}$ = 0,075 mol

Phương trình phản ứng hóa học:

$\begin{array}{l} 2 C u O + C \overset{t^{o}}{\to} 2 C u + C O_{2} \\ x \frac{x}{2} \end{array}$

$\begin{array}{l} 2 P b O + C \overset{t^{o}}{\to} 2 P b + C O_{2} \\ y \frac{y}{2} \end{array}$

$\begin{array}{l} C O_{2} + C a {(O H)}_{2} \to C a C O_{3} + H_{2} O \\ 0, 075 \leftarrow 0, 075 \end{array}$

= $\frac{1}{2}$ x + $\frac{1}{2}$ y = 0,075 $\Leftrightarrow$ x + y = 0,15 (2)

Từ (1) và (2) ta có hệ phương trình:

$\{\begin{cases} 80 x + 223 y = 19, 15 \\ x + y = 0, 15 \end{cases}$ $\Rightarrow$ $\{\begin{cases} x = 0, 1 \\ y = 0, 05 \end{cases}$ (mol)

$\Rightarrow$ m_CuO = 0,1.80 = 8g $\Rightarrow$ m_{Cu sinh ra} = 0,1.64 = 6,4g

$\Rightarrow$ m_PbO = 0,05.223 = 11,15g $\Rightarrow$ m_{Pb sinh ra} = 0,05. 207 = 10,35g

Ta có: n_C = $n_{C O_{2}}$ = 0,15 mol $\Rightarrow$ m_{C phản ứng} = 0,15.12 = 1,8g

III. Bài tập tự luyện

Bài 1: Khử 16 gam Fe₂O₃ bằng CO dư, sản phẩm khí thu được sục vào dung dịch Ca(OH)₂ dư thu được a gam kết tủa. Giá trị của a là:

A. 10 gam

B. 20 gam

C. 30 gam

D. 40 gam

Bài 2: Khử hết m gam Fe₃O₄ bằng CO thu được hỗn hợp chất rắn A gồm FeO và Fe. A tan vừa đủ trong 0,3 lít dung dịch H₂SO₄ 1M sinh ra 4,48 lít khí (đktc). Tính m?

A. 23,2 gam

B. 16 gam

C. 19,6 gam

D. 15,46 gam

Bài 3: Khối lượng C cần dùng để khử hoàn toàn 8 gam CuO sinh ra CO₂ là:

A. 0,6 gam.

B. 1,2 gam.

C. 2,4 gam.

D. 3,6 gam.

Bài 4: Khử hoàn toàn 32 gam Fe₂O₃ bằng khí CO dư (đktc). Sản phẩm khí thu được cho đi qua bình đựng nước vôi trong dư, thu được a gam kết tủa màu trắng. Giá trị của a là

A. 50

B. 60

C. 40

D. 30

Bài 5: Người ta cần dùng 7,84 lít CO (đktc) để khử hoàn toàn 20 gam hỗn hợp CuO và Fe₂O₃ ở nhiệt độ cao. Phần trăm khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp ban đầu là

A. 50% và 50%.

B. 20% và 80%.

C. 57% và 43%.

D. 65% và 35%.

Bài 6: Tính khối lượng của Fe thu được khi cho một lượng CO dư qua 32 gam Fe₂O₃. Biết rằng hiệu suất phản ứng là 80%.

A. 8,96 gam

B. 17,92 gam

C. 26,88 gam

D. 25,77 gam

Bài 7: Cho 4,48 lít CO (ở đktc) từ từ đi qua ống sứ nung nóng đựng 8 gam một oxit sắt đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn. Khí thu được sau phản ứng có tỉ khối so với hiđro bằng 20. Công thức của oxit sắt và phần trăm thể tích của khí CO₂ trong hỗn hợp khí sau phản ứng là?

A. FeO và 75%

B. Fe₂O₃ và 25%

C. Fe₃O₄ và 25%

D. Fe₂O₃ và 75%

Bài 8: Khử 32 gam hỗn hợp các oxit kim loại: FeO, Fe₂O₃, Fe₃O₄, CuO và PbO bằng khí CO dư ở nhiệt độ cao, khối lượng chất rắn thu được là 27,2 gam. Tính thể tích khí CO đã tham gia phản ứng (đktc).

A. 3,36 lít

B. 4,48 lít

C. 6,72 lít

D. 7,85 lít

Bài 9: Dẫn khí CO dư qua ống đựng bột một oxit sắt (Fe_xO_y) ở nhiệt độ cao. Sau khi phản ứng kết thúc thu được 0,84 gam sắt và dẫn khí sinh ra vào nước vôi trong dư thì thu được 2 gam kết tủa. Xác định công thức phân tử của Fe_xO_y.

A. FeO

B. Fe₂O₃

C. Fe₃O₄

D. Không xác định được

Bài 10: Hoà tan hoàn toàn 20,0 gam một oxit kim loại bằng dung dịch H₂SO₄ loãng thu được 50,0 gam muối. Khử hoàn toàn lượng oxit đó thành kim loại ở nhiệt độ cao cần V lít khí CO (đktc). Giá trị của V là

A. 2,80 lít

B. 5,60 lít

C. 6,72 lít

D. 8,40 lít

Đáp án minh họa

10D

Xem thêm phương pháp giải các dạng bài tập Hóa học lớp 9 hay, chi tiết khác:

Xem thêm các loạt bài Để học tốt Hóa học 9 hay khác:

Trang trước Trang sau

Giải bài tập lớp 9 sách mới các môn học