Dẫn khí H2 dư(đktc) qua ống nhiệm có chứa 31,1 gam một hỗn hợp X gồm BaO và Fe2O3 ở nhiệt độ cao. Sau phản ứng, thu được chất rắn chỉ là các kim loại, lượng kim loại này được cho phản ứng với dung dịch HCl loãng (lấy dư), thì thấy có thoát ra 0,2 mol khí hydrogen

Để giải bài toán này, chúng ta cần thực hiện các bước sau:

1. **Xác định phản ứng xảy ra khi dẫn khí H2 qua hỗn hợp X:**

- BaO không phản ứng với H2.
- Fe2O3 phản ứng với H2 theo phương trình:
\[ \text{Fe}_2\text{O}_3 + 3\text{H}_2 \rightarrow 2\text{Fe} + 3\text{H}_2\text{O} \]

2. **Xác định lượng kim loại thu được sau phản ứng:**

- Gọi số mol của BaO là \( n_{\text{BaO}} \) và số mol của Fe2O3 là \( n_{\text{Fe}_2\text{O}_3} \).
- Khối lượng hỗn hợp X là 31,1 gam:
\[ 153.3n_{\text{BaO}} + 159.7n_{\text{Fe}_2\text{O}_3} = 31,1 \]

3. **Tính lượng khí H2 thoát ra khi kim loại phản ứng với HCl:**

- Ba không phản ứng với HCl trong điều kiện này.
- Fe phản ứng với HCl theo phương trình:
\[ \text{Fe} + 2\text{HCl} \rightarrow \text{FeCl}_2 + \text{H}_2 \]
- Số mol H2 thoát ra là 0,2 mol, do đó số mol Fe là:
\[ n_{\text{Fe}} = 0,2 \text{ mol} \]

4. **Tính khối lượng Fe thu được:**

- Khối lượng Fe thu được là:
\[ m_{\text{Fe}} = 0,2 \times 56 = 11,2 \text{ gam} \]

5. **Lập hệ phương trình để tìm số mol của BaO và Fe2O3:**

- Từ phương trình phản ứng:
\[ n_{\text{Fe}} = 2n_{\text{Fe}_2\text{O}_3} \]
\[ 0,2 = 2n_{\text{Fe}_2\text{O}_3} \Rightarrow n_{\text{Fe}_2\text{O}_3} = 0,1 \text{ mol} \]
- Thay vào phương trình khối lượng hỗn hợp:
\[ 153.3n_{\text{BaO}} + 159.7 \times 0,1 = 31,1 \]
\[ 153.3n_{\text{BaO}} + 15,97 = 31,1 \]
\[ 153.3n_{\text{BaO}} = 31,1 - 15,97 \]
\[ 153.3n_{\text{BaO}} = 15,13 \]
\[ n_{\text{BaO}} = \frac{15,13}{153,3} \approx 0,0987 \text{ mol} \]

6. **Tính khối lượng các chất trong hỗn hợp X:**

- Khối lượng BaO:
\[ m_{\text{BaO}} = 0,0987 \times 153,3 \approx 15,13 \text{ gam} \]
- Khối lượng Fe2O3:
\[ m_{\text{Fe}_2\text{O}_3} = 0,1 \times 159,7 = 15,97 \text{ gam} \]

7. **Tính % khối lượng các chất trong hỗn hợp X:**

- % khối lượng BaO:
\[ \% \text{BaO} = \frac{15,13}{31,1} \times 100 \approx 48,66\% \]
- % khối lượng Fe2O3:
\[ \% \text{Fe}_2\text{O}_3 = \frac{15,97}{31,1} \times 100 \approx 51,34\% \]

8. **Tính % khối lượng các chất trong chất rắn sau phản ứng:**

- Chất rắn sau phản ứng chỉ gồm Ba và Fe.
- Khối lượng Ba:
\[ m_{\text{Ba}} = 0,0987 \times 137 = 13,52 \text{ gam} \]
- Khối lượng Fe:
\[ m_{\text{Fe}} = 11,2 \text{ gam} \]
- Tổng khối lượng chất rắn sau phản ứng:
\[ m_{\text{rắn}} = 13,52 + 11,2 = 24,72 \text{ gam} \]

- % khối lượng Ba:
\[ \% \text{Ba} = \frac{13,52}{24,72} \times 100 \approx 54,7\% \]
- % khối lượng Fe:
\[ \% \text{Fe} = \frac{11,2}{24,72} \times 100 \approx 45,3\% \]

Vậy, kết quả là:

1. % khối lượng các chất trong hỗn hợp X:
- % khối lượng BaO: 48,66%
- % khối lượng Fe2O3: 51,34%

2. % khối lượng các chất trong chất rắn sau phản ứng:
- % khối lượng Ba: 54,7%
- % khối lượng Fe: 45,3%