Bài toán khử hôn hợp oxide kim loại bởi các chất khí (H_(2),CO) hoặc Al Ví dụ 1 : Khử hoàn toàn 17,6g hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe_(2)O_(3) cần 4,48 lít H_(2)(dktc) . Tính khối lượng iron thu được?

**1. Phân tích bài toán:**<br /><br />Bài toán này thuộc dạng bài toán khử hỗn hợp oxit kim loại. Ta cần hiểu rằng quá trình khử oxit kim loại bằng hydro ($H_2$) hay carbon monoxide (CO) là phản ứng oxi hóa khử, trong đó hydro hoặc carbon monoxide đóng vai trò là chất khử, lấy oxi từ oxit kim loại. Sản phẩm của phản ứng là kim loại tự do và nước ($H_2O$) hoặc carbon dioxide ($CO_2$).<br /><br />Trong bài toán này, hỗn hợp ban đầu gồm Fe, FeO và $Fe_2O_3$. Chỉ có FeO và $Fe_2O_3$ tham gia phản ứng khử bởi $H_2$. Fe không bị thay đổi.<br /><br />**2. Phương trình phản ứng:**<br /><br />* $FeO + H_2 \rightarrow Fe + H_2O$<br />* $Fe_2O_3 + 3H_2 \rightarrow 2Fe + 3H_2O$<br /><br />**3. Lập phương trình và giải:**<br /><br />* Số mol $H_2$ đã dùng: $n_{H_2} = \frac{4,48}{22,4} = 0,2$ mol<br /><br />Gọi x là số mol FeO và y là số mol $Fe_2O_3$ trong hỗn hợp ban đầu. Ta có hệ phương trình:<br /><br />* x + 3y = 0,2 (bảo toàn số mol H₂)<br />* 72x + 160y = 17,6 - m_Fe (bảo toàn khối lượng, m_Fe là khối lượng Fe ban đầu)<br /><br />Ta chưa biết m_Fe, nhưng ta biết rằng tổng khối lượng Fe thu được sau phản ứng bằng tổng khối lượng Fe ban đầu cộng với khối lượng Fe tạo ra từ phản ứng khử. Khối lượng Fe tạo ra từ phản ứng khử là: 56x + 112y<br /><br />Gọi m_Fe(tổng) là khối lượng Fe thu được sau phản ứng. Ta có:<br /><br />m_Fe(tổng) = m_Fe + 56x + 112y<br /><br />Tuy nhiên, ta có thể giải bài toán này bằng cách khác đơn giản hơn:<br /><br />Tổng số mol Fe trong hỗn hợp sau phản ứng được tính từ số mol H2:<br /><br />Số mol Fe = số mol Fe ban đầu + số mol Fe từ FeO + số mol Fe từ Fe2O3 = số mol Fe ban đầu + x + 2y<br /><br />Khối lượng Fe thu được: m_Fe(tổng) = 56 (số mol Fe ban đầu + x + 2y)<br /><br />Ta biết rằng tổng số mol O trong oxit bị khử bằng số mol H2: x + 3y = 0.2<br /><br />Khối lượng O bị khử: 16(x + 3y) = 16(0.2) = 3.2g<br /><br />Khối lượng Fe thu được: m_Fe(tổng) = 17.6g - 3.2g = 14.4g<br /><br /><br />**4. Kết luận:**<br /><br />Khối lượng iron thu được sau phản ứng là 14,4 gam.<br />