Để giải bài toán này một cách chính xác và đầy đủ nhất, chúng ta sẽ xét trường hợp phổ biến và hợp lý nhất của đề bài: Khí $O_2$ phản ứng với bột $Fe$ tạo thành oxit sắt $Y$ (chất rắn duy nhất thu được sau phản ứng). [1]
Do đề bài sử dụng số liệu $6,72$ lít (rất khớp với hằng số thể tích mol cũ là $22,4$ l/mol) nhưng dùng thuật ngữ "điều kiện chuẩn" của chương trình mới ($24,79$ l/mol), bài viết dưới đây sẽ hướng dẫn bạn giải chi tiết theo cả 2 cách tính thể tích khí để bạn đối chiếu với yêu cầu của thầy cô trên lớp.

a) Phương trình hóa học của phản ứng
Ở nhiệt độ cao, sắt ($Fe$) phản ứng với oxygen ($O_2$) có thể tạo ra oxit sắt từ ($Fe_3O_4$) hoặc sắt(III) oxide ($Fe_2O_3$): 

Trường hợp 1 (Tạo sắt(III) oxide - $Fe_2O_3$): (Trường hợp này cho số mol cực kỳ chẵn)
$4Fe + 3O_2 \xrightarrow{t^\circ} 2Fe_2O_3$
Trường hợp 2 (Tạo oxit sắt từ - $Fe_3O_4$):
$3Fe + 2O_2 \xrightarrow{t^\circ} Fe_3O_4$

b) Tính tỉ lệ phần trăm thể tích của mỗi khí trong hỗn hợp X
📌 CÁCH 1: Tính theo điều kiện tiêu chuẩn cũ ($V_m = 22,4$ lít/mol)
(Đây là giả định giúp ra kết quả số tròn đẹp nhất, thường gặp ở các đề cựu học sinh)
Số mol của hỗn hợp khí X là:
$n_X = \frac{6,72}{22,4} = 0,3 \text{ (mol)}$
Giả sử chất rắn Y thu được là $Fe_2O_3$:

Số mol của $Fe_2O_3$ là: $n_{Fe_2O_3} = \frac{9,6}{160} = 0,06 \text{ (mol)}$
Theo phương trình: $n_{O_2 \text{ phản ứng}} = \frac{3}{2} \times n_{Fe_2O_3} = \frac{3}{2} \times 0,06 = 0,09 \text{ (mol)}$
Vì hiệu suất phản ứng đạt $75\%$, số mol $O_2$ ban đầu trong hỗn hợp X là:
$n_{O_2 \text{ ban đầu}} = \frac{0,09}{75\%} = 0,12 \text{ (mol)}$
Số mol của khí $H_2$ ban đầu là:
$n_{H_2} = n_X - n_{O_2} = 0,3 - 0,12 = 0,18 \text{ (mol)}$

Tỉ lệ phần trăm thể tích các khí (tương ứng với tỉ lệ số mol):

$\%V_{O_2} = \frac{0,12}{0,3} \times 100\% = \mathbf{40\%}$
$\%V_{H_2} = 100\% - 40\% = \mathbf{60\%}$

(Nếu giáo viên tính theo sản phẩm $Fe_3O_4$, số mol sẽ lẻ: $n_{Fe_3O_4} \approx 0,0414 \text{ mol} \implies \%V_{O_2} \approx 36,8\%$ và $\%V_{H_2} \approx 63,2\%$)

📌 CÁCH 2: Tính theo điều kiện chuẩn mới ($V_m = 24,79$ lít/mol)
(Áp dụng nếu lớp bạn đang học chương trình sách giáo khoa mới)
Số mol của hỗn hợp khí X là:
$n_X = \frac{6,72}{24,79} \approx 0,2711 \text{ (mol)}$
Giả sử chất rắn Y thu được là $Fe_2O_3$:

Số mol $Fe_2O_3$ vẫn là: $n_{Fe_2O_3} = 0,06 \text{ (mol)}$
Số mol $O_2$ ban đầu trong hỗn hợp (tính theo hiệu suất $75\%$): $n_{O_2} = 0,12 \text{ (mol)}$
Số mol của khí $H_2$ ban đầu là:
$n_{H_2} = 0,2711 - 0,12 = 0,1511 \text{ (mol)}$

Tỉ lệ phần trăm thể tích các khí:

$\%V_{O_2} = \frac{0,12}{0,2711} \times 100\% \approx \mathbf{44,26\%}$
$\%V_{H_2} = 100\% - 44,26\% = \mathbf{55,74\%}$