Hòa tan hoàn toàn 21,6 g hỗn hợp X gồm Fe và Fe2O3 vào dung dịch HCl dư, sau phản ứng thấy thoát ra 2,24 lít khí (ở đktc). Tính thành phần % về khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp X

a) Để tính thành phần % về khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp X, ta cần tìm số mol của từng chất trong hỗn hợp.

Theo phương trình phản ứng, ta có:

Fe + 2HCl -> FeCl2 + H2

Fe2O3 + 6HCl -> 2FeCl3 + 3H2O

Số mol H2 = 2.24/22.4 = 0.1 mol

Số mol FeCl2 = 0.1 mol

Số mol FeCl3 = 0.1/2 = 0.05 mol

Số mol HCl đã phản ứng = 0.1 + 0.05*6 = 0.4 mol

Số mol HCl còn lại = số mol HCl ban đầu - số mol HCl đã phản ứng = 0.4 - 0.1 = 0.3 mol

Số mol Fe đã phản ứng = số mol FeCl2 = 0.1 mol

Số mol Fe2O3 đã phản ứng = số mol FeCl3/2 = 0.05/2 = 0.025 mol

Khối lượng Fe = số mol Fe * khối lượng mol Fe = 0.1 * 56 = 5.6 g

Khối lượng Fe2O3 = số mol Fe2O3 * khối lượng mol Fe2O3 = 0.025 * (2*56 + 3*16) = 4.5 g

Tổng khối lượng của Fe và Fe2O3 = 5.6 + 4.5 = 10.1 g

% Fe = (5.6/10.1) * 100% = 55.4%

% Fe2O3 = (4.5/10.1) * 100% = 44.6%

Vậy thành phần % về khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp X là: Fe: 55.4%, Fe2O3: 44.6%

b) Phản ứng giữa CO và Fe3O4:

Fe3O4 + 4CO -> 3Fe + 4CO2

Theo phương trình phản ứng, ta thấy tỉ lệ giữa số mol CO và số mol Fe3O4 là 4:1.

Số mol CO = số mol Fe3O4/4 = 0.025/4 = 0.00625 mol

Khối lượng CO = số mol CO * khối lượng mol CO = 0.00625 * 28 = 0.175 g

Khối lượng Fe3O4 = số mol Fe3O4 * khối lượng mol Fe3O4 = 0.025 * (3*56 + 4*16) = 7.5 g

Số mol CO2 = số mol CO = 0.00625 mol

Khối lượng CO2 = số mol CO2 * khối lượng mol CO2 = 0.00625 * (2*16 + 12) = 0.5 g

Khối lượng kết tủa = khối lượng CaCO3 = 20 g

Theo phương trình phản ứng:

Ca(OH)2 + CO2 -> CaCO3 + H2O

Số mol CaCO3 = số mol CO2 = 0.00625 mol

Khối lượng mol CaCO3 = số mol CaCO3 * khối lượng mol CaCO3 = 0.00625 * (40 + 12 + 3*16) = 0.625 g

Vậy muối thu được sau phản ứng là CaCO3.