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\(n_{CaCO_3}=\dfrac{30}{100}=0.3\left(mol\right)\)
\(Ca\left(OH\right)_2+CO_2\rightarrow CaCO_3+H_2O\)
\(..............0.3.........0.3\)
\(CO+O\rightarrow CO_2\)
\(......0.3......0.3\)
\(m_Y=m_R+m_O=40+0.3\cdot16=44.8\left(g\right)\)
\(Fe_2O_3 + 3CO \xrightarrow{t^o} 2Fe + 3CO_2\\ FeO + CO \xrightarrow{t^o} Fe + CO_2\\ Fe_3O_4 + 4CO \xrightarrow{t^o} 3Fe + 4H_2O\\ CuO + CO \xrightarrow{t^o} Cu + CO_2\\ CO_2 + Ca(OH)_2 \to CaCO_3 + H_2O\\ n_{CO_2} = n_{CaCO_3} = \dfrac{30}{100} = 0,3(mol)\\ CO + O_{oxit} \to CO_2\\ n_{O(oxit)} = n_{CO_2} = 0,3(mol)\\ \Rightarrow m = m_{kim\ loại} + m_{O(oxit)} = 40 + 0,3.16 = 44,8(gam)\)
PTHH: \(CuO+CO\xrightarrow[]{t^o}Cu+CO_2\)
\(Fe_2O_3+3CO\xrightarrow[]{t^o}2Fe+3CO_2\)
\(FeO+CO\xrightarrow[]{t^o}Fe+CO_2\)
\(Fe_3O_4+4CO\xrightarrow[]{t^o}3Fe+4CO_2\)
\(CO_2+Ca\left(OH\right)_2\rightarrow CaCO_3\downarrow+H_2O\)
Theo các PTHH: \(n_{CaCO_3}=\dfrac{40}{100}=0,4\left(mol\right)=n_{CO_2}=n_{CO}\) \(\Rightarrow\left\{{}\begin{matrix}m_{CO}=0,4\cdot28=11,2\left(g\right)\\m_{CO_2}=0,4\cdot44=17,6\left(g\right)\end{matrix}\right.\)
Bảo toàn khối lượng: \(m_{Oxit}+m_{CO}=m_{KL}+m_{CO_2}\)
\(\Rightarrow m_{Oxit}=m_{KL}+m_{CO_2}-m_{CO}=40+17,6-11,2=46,4\left(g\right)\)
\(m_{\text{kết tủa}}=m_{CaCO_3}=7\left(g\right)\\ \rightarrow n_{CaCO_3}=\dfrac{7}{100}=0,07\left(mol\right)\)
PTHH:
\(CO_2+Ca\left(OH\right)_2\rightarrow CaCO_3\downarrow+H_2O\)
0,07<--------------------0,07
\(O+CO\xrightarrow[]{t^o}CO_2\)
0,07<--------0,07
\(\rightarrow m_O=0,07.16=1,12\left(g\right)\)
Áp dụng ĐLBTNT:
\(m=m_X=m_Y+m_O=2,8+1,12=3,92\left(g\right)\)
\(a) m_{giảm} = m_{O (oxit)} = 31,2 - 23,2 = 8 (g)\\ \rightarrow n_{O(oxit)} = \dfrac{8}{16} = 0,5 (mol)\\ PTHH:\\ Fe_2O_3 + 3CO \xrightarrow{t^o} 2Fe + 3CO_2\\ FeO + CO \xrightarrow{t^o} Fe + CO_2\\ CuO + CO \xrightarrow{t^o} Cu + CO_2\\ Theo.pthh: n_{CO}=n_{CO_2} = n_O = 0,5 (mol)\)
\(\rightarrow V_{CO} = 0,5.22,4 = 11,2 (l)\\ b) PTHH: CO_2 + Ca(OH)_2 \rightarrow CaCO_3 \downarrow + H_2O\\ Theo.pthh: n_{CaCO_3} = n_{CO_2} = 0,5 (mol)\\ \rightarrow m_{CaCO_3} = 0,5.100 = 50 (g)\)
Ta có :
\(\dfrac{m_{FeO}}{m_{Fe_2O_3}}=\dfrac{9}{20}\Rightarrow\dfrac{72n_{FeO}}{160n_{Fe_2O_3}}=\dfrac{9}{20}\Rightarrow\dfrac{n_{FeO}}{n_{Fe_2O_3}}=\dfrac{9}{20}:\dfrac{72}{160}=1\)
Do đó, ta coi X chỉ gồm $Fe_3O_4$
$n_{Fe} = \dfrac{29,4}{56}= 0,525(mol)$
\(Fe_3O_4+4H_2\xrightarrow[]{t^o}3Fe+4H_2O\)
0,175 0,7 0,525 (mol)
$V = (0,7 : 80\%).22,4 = 19,6(lít)$
$m = (0,175 :80\%).232 = 50,75(gam)$