Dạng Bài : Khử Oxit Kim Loại | Hóa Học 9 - Tech12h

A. Tổng quan kiến thức và phương pháp giải bài tập

PTTQ:

• Các chất khử oxit kim loại: Al, CO, H2

nCO + M2On → 2M + nCO2

nH2 + M2On → 2M + nH2O

Điều kiện: Oxit của kim loại đứng sau nhôm trong dãy hoạt động hóa học thì bị khử bởi các chất khử trên.

Phản ứng nhiệt nhôm:

2yAl + 3FexOy → yAl2O3 + 3xFe

1. Khử hoàn toàn 1 oxit kim loại bằng CO, H2

Dữ kiện cho: Số mol oxit hoặc số mol của chất khử (CO, H2), số mol kim loại tọa thành.

Phương pháp giải:

• Bước 1: Đổi dữ kiện của đề bài đã cho ra số mol.
• Bước 2: Viết PTHH xảy ra.
• Bước 3: Tìm tỉ lệ 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.

Ví dụ 1: Cho V lít ( đktc) khí H2 đi qua bột CuO đun nóng, thu được 32 g Cu. Biết phải ứng xảy ra hoàn toàn, tính giá trị của V.

Ta có: nCu = $ \frac{32}{64}= 0,5$ (mol)

PTHH: CuO + H2 → Cu + H2O

Tỉ lệ 1 1 1 1

P/ư: 0,5<- 0,5

Theo PTHH => nH2 = 0,5 (mol)

=> V = 0,5.22,4 = 11,2 (lít)

2. Khử hỗn hợp 2 oxit kim loại bằng CO, H2

Dữ kiện cho: Tổng khối lượng oxit ban đầu hoặc tổng khối lượng kim loại tạo thành. Số mol của chất khử (CO hoặc H2) hay số mol của sản phẩm (CO2 hoặc H2O)

Phương pháp giải:

• Bước 1: Đổi dữ kiện của đề bài đã cho ra số mol. Đặt số mol của từng oxit lần lượt là x, y.
• Bước 2: Viết PTHH xảy ra.
• Bước 3: Tìm tỉ lệ số mol của các chất tham gia, các chất tạo thành theo số mol đã biết theo x, y.
• Bước 4: Lập hệ phương trình theo x, y. Tìm x, y
• Bước 5: Tính toán theo yêu cầu của đề bài và kết luận.

Ví dụ 2: Khử hoàn toàn 32g hỗn hợp CuO và Fe2O3 bằng khí H2, thấy tạo ra 9 g nước. Tính phần trăm khối lượng của từng oxit trong hỗn hợp ban đầu

Ta có: nH2O = $ \frac{9}{18}= 0,5$ (mol)

Gọi số mol của CuO, Fe2O3 trong hỗn hợp ban đầu lần lượt là: x , y (mol)

PTHH:

CuO + H2 $ \overset{t^{o}}{\rightarrow}$ Cu + H2O (1)

Tỉ lệ 1 1 1 1

P.ư x x

Fe2O3 + 3H2 $ \overset{t^{o}}{\rightarrow}$ 2Fe + 3H2O (2)

Tỉ lệ 1 3 2 3

P.ư y 3y

Thep PTHH (1) và (2) ta có:

mhh = mCuO + mFe2O3 = 80x + 160y = 32 (g)

nH2 = nH2(1) + nH2(2) = x + 3y = 0,5 (mol)

Giải hệ phương trình => x = 0,2 , y = 0,1

Trong hỗn hợp ban đầu:

mCuO = 0,2.80 = 16 (g)

=>%CuO = $ \frac{m_{CuO}}{m_{hh}} $.100%= $\frac{16}{32}$.100% = 50%

=>%Fe2O3 = 100% - 50% = 50 %

3. Khử hỗn hợp nhiều oxit kim loại bằng CO hoặc H2

Dữ kiện cho: Khối lượng oxit hoặc khối lượng kim loại sau khử. Thể tích khí H2, CO hoặc khối lượng CO2, H2O.

Phương pháp giải:

• Bước 1: Đổi dữ kiện của đề bài đã cho ra số mol.
• Bước 2: Viết PTHH xảy ra.
• Bước 3: Dựa vào phương trình phản ứng thấy:

nO trong oxit = nH2 = nCO = nCO2 = nH2O

• Bước 4: Tính mO trong oxit . Bảo toàn khối lượng:

moxit = mO trong oxit + mKL

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

Ví dụ 3 : Khử hoàn toàn 17,6g hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe2O3, cần 4,48 lít H2 (đktc) . Tính khối lượng sắt thu được? Ta có: nH2 = $ \frac{4,48}{22,4}= 0,2 $ (mol)

FeO + H2 $ \overset{t^{o}}{\rightarrow} $ Fe + H2O

Fe2O3 + 3H2 $ \overset{t^{o}}{\rightarrow} $ 2Fe + 3H2O

Dựa vào PTHH ta thấy: nO trong oxit = nH2 = 0,2 (mol)

=> mO trong oxit = 0,2.16 = 3,2 (g)

Bảo toàn khối lượng ta có:

mhh = mFe + mO = mFe + 3,2 = 17,6 (g)

=> mFe = 17,6 – 3,2 = = 14,4 (g)

4. Xác định công thức của oxit sắt

Ví dụ 4: Cho 0,3 mol FexOy tham gia phản ứng nhiệt nhôm thấy tạo ra 0,4 mol Al2O3. Xác định công thức oxit sắt? PTHH: 2yAl + 3FexOy → yAl2O3 + 3xFe

Tỉ lệ 3 y

P/ư 0,3 0,4

Từ PTHH => 3. 0,4 = 0,3.y => y = 4

=> CT của oxit sắt là: Fe3O4.