Nung a gam hỗn hợp gồm bột $\large Al, CuO$ và oxit sắt trong bình kín

Nung a gam hỗn hợp gồm bột $\large Al, CuO$ và oxit sắt trong bình kín không có oxi ( giả thiết chỉ có phản ứng khử oxit kim loại tự do) sau một thời gian được chất rắn Y. Cho Y tác dụng với dung dịch $\large NaOH$ dư không thấy khí bay ra và thu được một chất rắn Z có khối lượng nhỏ hơn chất rắn Y là 24,48 gam. Cho khí $\large H_{2}$ từ từ tác dụng với chất rắn Z nung nóng, đến khi phản ứng kết thúc thì cần 12,096 lít $\large H_{2}$ ( ở $\large 81,9^{o}C$ và 1,3 atm) và thu được b gam chất rắn Q gồm 2 kim loại. Chia Q thành 2 phần bằng nhau:

- Phần 1: Cho tác dụng với $\large H_{2}SO_{4}$ đặc, nóng dư thu được 15,456 lít $\large SO_{2}$ (đktc).

- Phần 2: Cho tác dụng với dung dịch $\large CuSO_{4}$ dư thu được chất rắn có khối lượng là (0,5b + 2,88) gam.

Phần trăm khối lượng của oxit sắt trong X là

• A.

  A. 81,9%

• B.

  B. 69,5%

• C.

  C. 60,1%

• D.

  D. 52,2%

$\large Y+NaOH$ không thấy khí thoát ra. Chứng tỏ $\large Al$ phản ứng hết

$\large m_{Y}-m_{Z}=m_{Al_{2}O_{3}}=24,48 g$

$\large \Rightarrow n_{Al_{2}O_{3}}=0,24$ mol

$\large \Rightarrow n_{Al}=2n_{Al_{2}O_{3}}=0,48$ mol

$\large n_{H_{2}}=\dfrac{12,096.1,3}{(81,9+273).0,082}=0,54$ mol

$\large \xrightarrow {\text{BTNT O}} n_{O(hh)}=3n_{Al_{2}O_{3}}+n_{H_{2}}=3.0,24+0,54=1,26$

Đặt số mol của $\large Fe$ và $\large Cu$ trong mỗi phần lần lượt là x, y.

- Phần 1: $\large \xrightarrow {BT:e}3x+2y=2n_{SO_{2}}=2.\dfrac{15,456}{22,4}=1,38$

- Phần 2: Áp dụng tăng giảm khối lượng có:

$\large x=\dfrac{(0,5b+2,88)-0,5b}{64-56}=0,36$

$\large \Rightarrow  y=0,15$

$\large \xrightarrow {\text{BTNT O}}n_{O(\text{oxit Fe})}=1,26-2y=0,96$

$\large \Rightarrow n_{Fe}: n_{O(\text{oxit Fe})}= 0,72 : 0,96=3:4$

Vậy công thức oxit sắt là $\large Fe_{3}O_{4}$

$\large \% m_{Fe_{3}O_{4}}=\dfrac{232.\dfrac{0,96}{4}}{27.0,48+80.0,3+232.\dfrac{0,96}{4}}.100 \% = 60,1\%$