Category:
[KNTT] Trắc nghiệm KHTN 8 Bài 6 Tính theo phương trình hóa học
Tags:
Bộ đề 1
11. Đốt cháy hoàn toàn m gam bột sắt (Fe) trong 6,72 lít khí oxy ($O_2$) ở đktc. Sau phản ứng thu được 23,2 gam hỗn hợp chất rắn. Giá trị của m là bao nhiêu gam?
Số mol $O_2$ đã phản ứng là $n_{O_2} = \frac{6,72}{22,4} = 0,3$ mol. Phản ứng xảy ra là: $$3Fe + 2O_2 \xrightarrow{t^0} Fe_3O_4$$ (Giả sử sản phẩm là $Fe_3O_4$). Số mol $Fe$ tham gia phản ứng là $n_{Fe} = \frac{3}{2} n_{O_2} = \frac{3}{2} \times 0,3 = 0,45$ mol. Khối lượng mol của $Fe$ là $56$ g/mol. Khối lượng sắt là $m = 0,45 \text{ mol} \times 56 \text{ g/mol} = 25,2$ gam. (Kiểm tra lại: Nếu Fe = 25.2g, O2 = 0.3 mol (9.6g). Tổng khối lượng là 25.2 + 9.6 = 34.8g. Sản phẩm Fe3O4 có M = 3*56 + 4*16 = 168 + 64 = 232. Số mol Fe3O4 = 0.45/3 = 0.15 mol. Khối lượng Fe3O4 = 0.15 * 232 = 34.8 gam. Như vậy, nếu Fe hết, thì hỗn hợp rắn thu được chính là $Fe_3O_4$ có khối lượng 34.8 gam, không phải 23.2 gam. Điều này cho thấy Fe không phản ứng hết hoặc sản phẩm khác). Xét lại trường hợp Fe không phản ứng hết. Gọi số mol Fe phản ứng là $x$. $3Fe + 2O_2 \rightarrow Fe_3O_4$. Ta có $n_{O_2} = 0,3$ mol. Nếu $O_2$ hết, thì $n_{Fe} = \frac{3}{2} n_{O_2} = 0,45$ mol. Khối lượng $Fe$ phản ứng là $0,45 \times 56 = 25,2$ gam. Khối lượng $Fe_3O_4$ là $0,15 \times 232 = 34,8$ gam. Nếu $Fe$ hết và $O_2$ dư: $n_{Fe} = m/56$. $n_{O_2 ext{ phản ứng}} = \frac{2}{3} n_{Fe} = \frac{2m}{3 imes 56}$. Khối lượng chất rắn là $m_{Fe_3O_4} = \frac{1}{3} n_{Fe} \times 232 = \frac{m}{3 \times 56} \times 232$. Thử lại đáp án A: $m=16,8$ gam Fe. $n_{Fe} = 16,8/56 = 0,3$ mol. $n_{O_2 ext{ cần}} = \frac{2}{3} n_{Fe} = \frac{2}{3} \times 0,3 = 0,2$ mol. Ta có $0,3$ mol $O_2$ (6,72 lít). Vậy $O_2$ dư. $n_{O_2 ext{ dư}} = 0,3 - 0,2 = 0,1$ mol. Sản phẩm là $Fe_3O_4$. $n_{Fe_3O_4} = \frac{1}{3} n_{Fe} = \frac{1}{3} \times 0,3 = 0,1$ mol. Khối lượng $Fe_3O_4$ là $0,1 \times 232 = 23,2$ gam. Vậy m = 16,8 gam là đúng. Kết luận: 16,8 gam
