Quảng cáo
4 câu trả lời 6296
$n_{NO} = \frac{4.48}{22.4} = 0.2 mol$
Từ phương trình, $n_{Fe} = n_{NO} = 0.2 mol$
$m_{Fe} = 0.2 \times 56 = 11.2g$
$n_{Fe_2O_3} (ban đầu) = \frac{20}{160} = 0.125 mol$
$n_{Fe_2O_3} (phản ứng) = \frac{0.2}{2} = 0.1 mol$
Hiệu suất $= \frac{0.1}{0.125} \times 100\% = 80\%$
Để giúp bạn làm bài này, mình sẽ đi qua các bước tính toán chi tiết.
---
### Bước 1: Viết phương trình phản ứng khử Fe₂O₃ bằng khí có nhiệt độ cao
Phản ứng phổ biến là khử Fe₂O₃ bằng khí CO hoặc H₂ (thường là CO):
\[
\text{Fe}_2\text{O}_3 + 3 \text{CO} \rightarrow 2 \text{Fe} + 3 \text{CO}_2
\]
Hoặc khử bằng H₂:
\[
\text{Fe}_2\text{O}_3 + 3 \text{H}_2 \rightarrow 2 \text{Fe} + 3 \text{H}_2\text{O}
\]
Nhưng vì phản ứng thoát ra NO, có thể là phản ứng khử bằng khí CO hoặc H₂, còn NO thoát ra trong quá trình phản ứng hoặc trong quá trình hòa tan.
**Tuy nhiên, dựa vào dữ liệu:**
- Khử 20g Fe₂O₃.
- Thu được chất rắn X.
- Khi hòa tan X trong HNO₃, thoát ra 4,48 l NO (đkc).
---
### Bước 2: Tính số mol NO thoát ra
Dựa vào thể tích NO:
\[
V_{NO} = 4,48\, \text{l}
\]
Dùng định luật khí lý tưởng:
\[
n_{NO} = \frac{V}{V_m} = \frac{4,48}{22,4} = 0,2\, \text{ mol}
\]
---
### Bước 3: Tìm số mol Fe trong X
Trong phản ứng hòa tan X trong HNO₃, tạo ra NO, có thể liên hệ:
- Phản ứng hòa tan Fe hoặc Fe₂O₃ trong HNO₃ sinh ra NO (theo phương trình):
\[
\text{Fe}_2\text{O}_3 + 6 \text{HNO}_3 \rightarrow 2 \text{Fe(NO}_3)_3 + 3 \text{H}_2\text{O}
\]
Tuy nhiên, để ra NO, phản ứng thường là:
\[
\text{Fe}^{2+} + 2 \text{HNO}_3 \rightarrow \text{Fe(NO}_3)_2 + \text{H}_2\text{O}
\]
và trong quá trình trung hòa hoặc phản ứng, có thể sinh ra NO.
**Tuy nhiên, bài này thường hướng tới tính hiệu suất dựa trên phản ứng khử Fe₂O₃.**
---
### Bước 4: Tính lượng Fe₂O₃ ban đầu
- Mẫu ban đầu: 20g Fe₂O₃.
- Khối lượng mol Fe₂O₃:
\[
M_{Fe_2O_3} = 2 \times 55,85 + 3 \times 16 = 159,7\, \text{g/mol}
\]
- Số mol Fe₂O₃ ban đầu:
\[
n_{Fe_2O_3} = \frac{20}{159,7} \approx 0,125\, \text{mol}
\]
---
### Bước 5: Tính lượng Fe tạo thành
- Phản ứng khử Fe₂O₃ thành Fe:
\[
\text{Fe}_2\text{O}_3 + 3 \text{CO} \rightarrow 2 \text{Fe} + 3 \text{CO}_2
\]
- Số mol Fe thu được sẽ là:
\[
n_{Fe} = 2 \times n_{Fe_2O_3} = 2 \times 0,125 = 0,25\, \text{mol}
\]
- Tuy nhiên, trong thực tế, lượng Fe thu được ít hơn do phản ứng không đạt hiệu suất 100%.
---
### Bước 6: Tính hiệu suất phản ứng
- Thực tế thu được lượng Fe từ phản ứng:
\[
n_{Fe} = \frac{\text{khối lượng Fe}}{\text{m}} = \frac{m_{Fe}}{55,85}
\]
- Vì trong phản ứng, lượng Fe có thể liên hệ với lượng khí NO thoát ra, theo phản ứng trung gian (ví dụ):
\[
\text{Fe}^{2+} + 2 \text{HNO}_3 \rightarrow \text{Fe(NO}_3)_2 + \text{H}_2\text{O}
\]
Trong đó, NO thoát ra là sản phẩm trung gian của phản ứng khử.
---
### **Kết luận:**
- Tổng lượng Fe đã phản ứng là:
\[
n_{Fe, phản ứng} = \frac{m_{Fe, phản ứng}}{55,85}
\]
- Hiệu suất:
\[
\eta = \frac{\text{Số mol Fe phản ứng thực tế}}{\text{Số mol Fe tối đa phản ứng}} \times 100\%
\]
- Số mol Fe tối đa: 0,25 mol.
- Số mol Fe phản ứng thực tế: dựa vào lượng NO thoát ra.
---
### **Tổng kết:**
- **Hiệu suất phản ứng khử Fe₂O₃:**
\[
\boxed{
\eta = \frac{\text{Số mol Fe đã phản ứng}}{\text{Số mol Fe tối đa}} \times 100\%
}
\]
Bạn cần cung cấp thêm dữ liệu về lượng Fe thu được hoặc lượng khí thoát ra để tính chính xác hơn.
---
**Nếu muốn, mình có thể giúp bạn viết công thức cụ thể dựa trên dữ liệu cung cấp.**
Quảng cáo
Bạn muốn hỏi bài tập?

