Cho m gam hỗn hợp X gồm FeS2, FeCO3, CuO và Fe2O3 (trong X: mO/mX = 33/199) vào bình kín (thể tích không đổi) chứa 0,45 mol O2 (dư). Nung nóng bình đến khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn rồi đưa về nhiệt độ ban đầu thì áp suất trong bình giảm 10% so với áp suất ban đầu (coi thể tích chất rắn thay đổi không đáng kể). Mặt khác, hòa tan hết m gam X bằng dung dịch H2SO4 đặc nóng, thu được dung dịch Y chứa (m + 28,16) gam hỗn hợp muối (gồm Fe2(SO4)3, CuSO4) và 0,81 mol hỗn hợp khí gồm CO2, SO2. Phần trăm theo khối lượng của CuO trong X là
A. 25,13%. B. 30,15%. C. 37,69%. D. 45,45%.
Câu trả lời tốt nhất
Đặt u, v là số mol FeS2, FeCO3
Áp suất giảm 10% —> Số mol khí giảm = 0,45.10% = 0,045
Bảo toàn electron —> nO2 phản ứng = (11u + v)/4
Δm = nSO2 + nCO2 – nO2 phản ứng = -0,054
⇔ 2u + v – (11u + v)/4 = -0,045 (1)
Với H2SO4 đặc nóng, bảo toàn electron:
—> nSO2 = (15u + v)/2
—> n hỗn hợp khí = (15u + v)/2 + v = 0,81 (2)
(1)(2) —> u = 0,1; v = 0,04
Đặt x, y là số mol CuO và Fe2O3
m = 80x + 160y + 0,1.120 + 0,04.116
nO = x + 3y + 3.0,04 = 33m/199.16
m muối = 160x + 400(2y + 0,1 + 0,04)/2 = m + 28,16
—> x = 0,15; y = 0,02; m = 31,84
—> %CuO = 80x/m = 37,69%