Khử hoàn toàn m gam oxit MxOy cần vừa đủ 17,92 lít khí CO (đktc), thu được a gam kim loại M. Hòa tan hết a gam M bằng dung dịch H2SO4 đặc nóng (dư), thu được 20,16 (lít) khí SO2 (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc). Oxit MxOy là: A. Cr2O3 B. FeO C. Fe 3O 4 D. CrO
Chào mọi người, mình đang cảm thấy khá bối rối. Bạn nào đó có kinh nghiệm có thể giúp mình giải quyết vấn đề này không?

Để giải câu hỏi này, ta cần sử dụng khái niệm về phương trình hoá học và lượng chất của hợp chất trong hóa học.

Gọi nồng độ mol của CO là n mol.
Suy ra, số mol CO là n mol và thông qua phương trình hóa học số mol của M cũng là n mol.

Ta có phương trình hoá học:
MxOy + yCO -> xM + yCO2 (1)

Theo quy tắc thế, ta biết rằng lượng chất trong phương trình trên phải bằng nhau.
Do đó, số mol CO2 tạo thành bằng số mol CO.
Dựa vào sự khử của CO, ta có thể xác định số mol CO2.

Theo quy tắc thực nghiệm, số mol CO2 tạo thành bằng số mol SO2.
Do đó, số mol SO2 cũng bằng số mol CO.

Suy ra, ta có:
Số mol SO2 = 17,92 đến 20,16 = 0,56 n mol.

Qua phương trình hóa học sau khi bẻ gọn ta có:
2CO + O2 -> 2CO2 (3)

Ta biết răng phản ứng câu (3) tham gia vào câu (1) nên số mol SO2 tạo thành bằng số mol CO2 theo phương trình (3) là 0,56 mol.

Dựa vào phản ứng (1) và (3) ta có:
y CO2 = 2×0,56 = 1,12mol.

Qua phản ứng (1) ta thấy rằng 1mol CO2 sẽ tạo thành 1mol M.
Suy ra, số mol M là 1,12 mol.

Tiếp theo, ta cần xác định khối lượng M.
Ta biết rằng số mol H2SO4 phản ứng hết với M là số mol M pas nên số mol H2SO4 cũng là 1,12 mol.

Gọi M là khối lượng mol của M.
Ta có: a gam M = M.1,12 mol
=> M = a/1,12 (gam/mol)

Dựa vào phương trình sau:
M + H2SO4 -> MSO4 + H2 (2)
Ta biết rằng 1 mol M tạo thành 1 mol khí H2.
Nên số mol H2 sinh ra trong phản ứng (2) là 1,12 mol.

Suy ra, số mol SO2 = 0,56 = (3 - x) mol.
=> x = 2,44 mol.
Do đó, 1 mol SO2 bằng 64g.
Thế nhưng, theo giả thiết đề cho biết số mol H2SO4 vừa đủ nên 2,44 mol SO2 phản ứng hết với 2,44 mol H2SO4.
Nên số mol H2SO4 vừa đủ là 2,44 mol.

Gọi mH2SO4 là khối lượng mol của H2SO4.
Ta có: mH2SO4 = M.2,44 mol = 2,44.m (gam/mol)

Theo qui tắc chuyển đổi từ khối lượng sang thể tích, ta có:
mH2SO4 = 2,44.m = 20,16 (lít) SO2 x đặc = 20,16 × 2 = 40,32 (gam)

Suy ra, a = 40,32 (gam).

Qua các bước giải trên, ta thấy rằng khối lượng công tử Y = Y.O2 = 40,32 (gam)
Nên Y = 32 (gam) và X = (a-Y)= 40 - 32 = 8 (gam)

Tiếp theo, ta cần xác định kim loại M thu được.

Theo qui tắc chuyển đổi từ khối lượng sang thể tích, ta có:
8 (gam) M = 8/M mol = 17,92 (lít) CO x đktc = 17,92 × 1 = 17,92 (mol)

Qua các bước giải trên, ta thấy rằng số mol CO = số mol M = 17,92 (mol)
Do đó, khối lượng mol của M là 8/M mol = 17,92 (mol)
Suy ra, M = 8/17,92 (gam/mol)

Theo thông tin trên, ta tìm thấy 4 kim loại có khối lượng phân tử tương ứng là:
- Cr2O3: 2×52 = 104 (gam/mol)
- FeO: 56 (gam/mol)
- Fe3O4: 3×56 + 4×16 = 56 + 64 = 120 (gam/mol)
- CrO: 52 + 16 = 68 (gam/mol)

So sánh khối lượng phân tử của M với các khối lượng phân tử trên, ta thấy rằng khối lượng phân tử của M khớp với khối lượng phân tử của Fe3O4 (120 gam/mol).

Suy ra, oxit MxOy là Fe3O4.

Vậy, đáp án đúng là C. Fe3O4.

To find the formula of MxOy, first calculate the number of moles of CO and SO2 using the ideal gas law. Then, convert the moles of CO to moles of M using the molar ratio from the balanced chemical equation MxOy + CO -> M + CO2. Similarly, convert the moles of SO2 to moles of MxOy using the molar ratio from the balanced chemical equation MxOy + H2SO4 -> M(SO4) + H2O. Finally, compare the calculated masses of M and MxOy using the molar masses of M and the given options to determine the formula of MxOy.

To determine the formula of MxOy, consider the reaction between MxOy and H2SO4. The balanced chemical equation is MxOy + H2SO4 -> M(SO4) + H2O. From the equation, it can be seen that 1 mole of MxOy reacts with 1 mole of H2SO4 to produce 1 mole of SO2. Given that 20.16 L of SO2 (at STP) is produced when a grams of MxOy reacts with excess H2SO4, we can use the ideal gas law to calculate the number of moles of SO2. Then, using the molar ratio, we can determine the number of moles of MxOy, which is equal to a. Finally, we can calculate the molecular mass of MxOy using the molar mass of M and the mass of M. By analyzing the given options and their respective molecular masses, we can determine the correct formula for MxOy.

The balanced chemical equation for the reaction between MxOy and CO is MxOy + CO -> M + CO2. From the equation, it can be seen that 1 mole of CO reacts with 1 mole of MxOy to produce 1 mole of M. So, the molar ratio between CO and M is 1:1. Given that 17.92 L of CO (at STP) is needed to completely reduce m grams of MxOy, we can use the ideal gas law to calculate the number of moles of CO. Then, using the molar ratio, we can determine the number of moles of M, which is equal to a. Finally, we can calculate the molecular mass of MxOy using the molar mass of M and the mass of M. By analyzing the given options and their respective molecular masses, we can determine the correct formula for MxOy.