Để cung cấp thêm tài liệu giúp các em học sinh lớp 9 ôn tập chuẩn bị trước kì thi sắp tới HOC247 giới thiệu đến các em tài liệu Chuyên đề phương pháp giải bài tập khử oxit kim loại môn Hóa học 9 năm 2021-2022 được biên tập và tổng hợp. Hi vọng tài liệu này sẽ có ích cho các em, chúc các em có kết quả học tập tốt!
1. Tổng quan kiến thức
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
1.1. 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)
1.2. 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 → Cu + H2O (1)
Tỉ lệ 1 1 1 1
P.ư x x
Fe2O3 + 3H2 → 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 %
1.3. 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 → Fe + H2O
Fe2O3 + 3H2 → 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)
1.4. 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.
2. Bài tập và hướng dẫn giải
Bài 1: Khử m gam Fe2O3 bằng khí CO dư. Hỗn hợp khí thu được cho đi qua nước vôi trong dư thu được 3 gam kết tủa. Tính m và thể tích khí CO đã dùng ở đktc.
Bài làm:
PTHH: Fe2O3 + 3CO → 2 Fe + 3CO2 (1)
CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3↓ + H2O (2)
Ta có: n↓ = nCaCO3 = \( \frac{3}{100}= 0,03\) (mol)
Theo PTHH (2) → nCaCO3 = nCO2 = 0,03 (mol)
Theo PTHH (1) → nFe2O3 = \( \frac{n_{CO_2}}{3}\) = 0,01 (mol)
→ mFe2O3 = 0,03.160 = 4,8 (g)
Bài 2: Cho V lít ( đktc) khí H2 đi qua bột CuO đun nóng, thu được 12,8 g Cu. Nếu cho V lít H2 đi qua bột Fe3O4 đun nóng thì lượng Fe thu được là bao nhiêu?
Bài làm:
Ta có: nCu = \( \frac{12,8}{64}= 0,2\) (mol)
PTHH: CuO + H2 → Cu + H2O
Tỉ lệ 1 1 1 1
P/ư: 0,2 0,2
Khi cho lượng H2 trên tác dụng với Fe3O4:
Fe3O4 + 4H2 → 3Fe + 4H2O
P/ư 0,05 0,2
Theo PTHH → nFe3O4 = 0,05 (mol)
→ V = 0,05.160 = 8 (g)
Bài 3: Khử hoàn toàn m gam hh M gồm FeO, Fe2O3 và FexOy bằng khí CO dư thu được chất rắn X và khí Y. Hòa tan hết X bằng HCl dư sau đó cô cạn dung dịch thu được 7,62 gam chất rắn khan, toàn bộ Y hấp thụ vào nước vôi trong dư được 8 gam kết tủa. Tìm m?
Bài làm:
Khi cho hỗn hợp oxit tác dụng với khí CO dư:
FeO + CO → Fe + CO2 (1)
Fe2O3 + CO → Fe + CO2(2)
FexOy + yCO → xFe + yCO2(3)
→ Khí Y là CO2 và chất rắn X là Fe.
Khi cho X tác dụng với dd HCl dư:
Fe + 2HCl →FeCl2 + H2
Theo bài ra: nFeCl2 = \(\frac{7,62}{127}= 0,06\) (mol)
→ nFe = nFeCl2 = 0,06 (mol) → mFe = 0,06.56 = 3,36 (g)
- Khi cho Y tác dụng với nước vôi trong dư:
CO2 + Ca(OH)2→ CaCO3↓ + H2O
Theo bài ra: n↓ = nCaCO3 = \(\frac{8}{100}= 0,08\) (mol)
→ nCO2 = nCaCO3 = 0,08 (mol)
Theo PTHH (1) , (2), (3) ta có: nCO2 = nCO = nOtrong oxit = 0,08 (mol)
→ mO trong oxit = 0,08.16 = 1,28 (g)
- Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng:
m = moxit = mO trong oxit + mFe = 1,28 + 3,36= 4,46 (g)
Bài 4: Thổi một luồng khí CO dư đi qua ống đựng hỗn hợp 2 oxit Fe3O4 và CuO nung nóng đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 2,32 g hỗn hợp kim loại. Khí thoát ra được đưa vào bình đựng dung dịch Ca(OH)2 dư thấy có 5g kết tủa trắng.
a) Tính khối lượng hỗn hợp oxit ban đầu.
b) Tính phần trăm khối lượng của từng oxit trong hỗn hợp ban đầu.
Gọi số mol của CuO, Fe3O4 trong hỗn hợp ban đầu lần lượt là: x , y (mol)
PTHH:
CuO + CO → Cu + CO2 (1)
Tỉ lệ 1 1 1 1
P.ư x x x x
Fe3O4 + 4CO → 3Fe + 4CO2 (2)
Tỉ lệ 1 4 3 4
P.ư y 4y 3y 4y
Thep PTHH (1) và (2) ta có:
mhh KL = mCu + mFe = 64x + 3.56y = 2,32 (g)
Khí thoát ra tác dụng với Ca(OH)2 dư:
CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O
n↓ = nCaCO3 = \( \frac{5}{100}= 0,05\)
nCO2 = nCO2 (1) + nCO2 (2) = x + 4y = 005 (mol)
Giải hệ phương trình → x = 0,01 , y = 0,01
a) Trong hỗn hợp ban đầu:
mCuO = 0,01.80 = 0,8 (g)
mFe3O4 = 0,01.232 = 2,32 (g)
→ mhh = 3,12 (g)
b) Phần trăm oxit trong hỗn hợp ban đầu:
→ %CuO = \( \frac{m_{CuO}}{m_{hh}} \).100%= \(\frac{0,8}{3,12}\).100% = 25,64%
→ %Fe3O4 = 100% - 25,64% = 74,36 %
Bài 5: Dùng khí CO dư để khử hoàn toàn m gam FexOy. Khí sinh ra cho đi qua dung dịch Ba(OH)2 dư được 0,15 mol kết tủa. Mặt khác, hòa tan toàn bộ FexOy bằng HCl dư rồi cô cạn được 16,95gam muối. Xác định giá trị m và công thức của oxit sắt?
Bài làm:
FexOy + yCO → xFe + yCO2 (1)
Tỉ lệ 1 y x y
CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3 + H2O (2)
FexOy + 2yHCl → xFeCl2y/x + yH2O (3)
Tỉ lệ 1 2y x y
Theo (2) → n↓ = nCO2 = 0,15 (mol)
Theo (1) nO trong oxit = nCO2 = 0,15 (mol)
Theo (1) và (3) ta thấy: nCO = nCO2 = nH2O = ½ nHCl = 0,15 (mol)
=> nHCl = 0,15.2 = 0,3 (mol)
Bảo toàn nguyên tố: => nCl = nHCl = 0,3 (mol)
Theo bài ra, áp dụng định luật bảo toàn khối lượng:
mmuối = m Fe + mCl = mFe + 0,3.35,5 = 16,95 (g)
→ mFe = 6,3 (g)
Áp dụng ĐLBTKL cho oxit ban đầu:
Moxit = mFe + mO = 6,3 + 0,15.16 = 8,7 gam.
Công thức của oxit sắt là:
x : y = nFe : nO = 0,1125 : 0,15 = 3 : 4 → CT là : Fe3O4
---Hết---
Trên đây là toàn bộ nội dung tài liệu Chuyên đề phương pháp giải bài tập khử oxit kim loại môn Hóa học 9 năm 2021-2022. Để xem thêm nhiều tài liệu tham khảo hữu ích khác các em chọn chức năng xem online hoặc đăng nhập vào trang hoc247.net để tải tài liệu về máy tính.
Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập.
