Trước tiên, chúng ta cần phân tích đề bài để xác định những thông tin quan trọng.
Đề bài cho chúng ta biết:
1. Hỗn hợp ban đầu gồm CuO và FexOy có khối lượng 2.4 gam.
2. Số mol của CuO và FexOy là bằng nhau.
3. Phản ứng khử hỗn hợp này bằng khí Hidro (H2).
4. Khối lượng kim loại thu được sau phản ứng là 1.76 gam.
5. Kim loại thu được hòa tan trong dung dịch HCl dư, thấy thoát ra 0.448 lít khí H2 (đo ở điều kiện tiêu chuẩn).

Mục tiêu của chúng ta là xác định công thức hóa học của sắt oxit, tức là tìm hóa trị của sắt trong oxit đó.

Bây giờ, chúng ta sẽ đi từng bước một để giải bài toán này.

Bước 1: Viết phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra.

Phản ứng khử CuO bằng H2:
CuO + H2 → Cu + H2O

Phản ứng khử FexOy bằng H2:
FexOy + yH2 → xFe + yH2O

Phản ứng hòa tan kim loại thu được trong dung dịch HCl.
Kim loại thu được sau phản ứng khử là Cu và Fe.
Cu là kim loại đứng sau Hidro trong dãy hoạt động hóa học, nên Cu không phản ứng với dung dịch HCl.
Fe là kim loại đứng trước Hidro, nên Fe phản ứng với dung dịch HCl.
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2

Bước 2: Đặt ẩn và phân tích mối liên hệ giữa các đại lượng.

Gọi số mol của CuO và FexOy trong hỗn hợp ban đầu là n (mol).
Vì số mol của CuO và FexOy là như nhau, nên ta có:
n(CuO) = n(FexOy) = n (mol).

Khối lượng của CuO là: m(CuO) = n M(CuO) = n (64 + 16) = 80n (gam).
Khối lượng của FexOy là: m(FexOy) = n M(FexOy) = n (56x + 16y) (gam).

Tổng khối lượng hỗn hợp ban đầu là 2.4 gam:
m(CuO) + m(FexOy) = 2.4
80n + n * (56x + 16y) = 2.4 (1)

Sau phản ứng khử, ta thu được kim loại là Cu và Fe.
Theo phương trình:
n(Cu) = n(CuO) = n (mol)
n(Fe) = x n(FexOy) = x n (mol)

Khối lượng kim loại thu được là 1.76 gam:
m(Cu) + m(Fe) = 1.76
n M(Cu) + x n * M(Fe) = 1.76
n 64 + x n * 56 = 1.76
n * (64 + 56x) = 1.76 (2)

Bước 3: Sử dụng thông tin về thể tích khí H2 thoát ra để tìm số mol Fe.

Kim loại thu được là Cu và Fe. Kim loại Fe phản ứng với dung dịch HCl theo phương trình:
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2

Theo phương trình, cứ 1 mol Fe phản ứng tạo ra 1 mol H2.
Số mol khí H2 thoát ra là 0.448 lít ở điều kiện tiêu chuẩn.
Ta có công thức tính số mol khí ở điều kiện tiêu chuẩn:
n = V / 22.4
Số mol H2 thoát ra là:
n(H2) = 0.448 / 22.4 = 0.02 (mol)

Vì n(Fe) = n(H2), nên số mol của sắt (Fe) trong hỗn hợp kim loại là 0.02 mol.
Ta đã đặt n(Fe) = x * n.
Vậy, x * n = 0.02 (3)

Bước 4: Kết hợp các phương trình để giải tìm n và x.

Từ phương trình (3), ta có: xn = 0.02.
Ta thay xn vào phương trình (2):
n * (64 + 56x) = 1.76
64n + 56xn = 1.76
64n + 56 * (0.02) = 1.76
64n + 1.12 = 1.76
64n = 1.76 – 1.12
64n = 0.64
n = 0.64 / 64
n = 0.01 (mol)

Bây giờ chúng ta đã tìm được giá trị của n.
Thay n = 0.01 vào phương trình (3) để tìm x:
x * n = 0.02
x * 0.01 = 0.02
x = 0.02 / 0.01
x = 2

Chúng ta đã tìm được x = 2.
Bây giờ, để chắc chắn và hoàn chỉnh, chúng ta có thể kiểm tra lại bằng cách thay n = 0.01 và x = 2 vào phương trình (1).
80n + n * (56x + 16y) = 2.4
80 0.01 + 0.01 (56 * 2 + 16y) = 2.4
0.8 + 0.01 * (112 + 16y) = 2.4
0.8 + 1.12 + 0.16y = 2.4
1.92 + 0.16y = 2.4
0.16y = 2.4 – 1.92
0.16y = 0.48
y = 0.48 / 0.16
y = 3

Ta tìm được x = 2 và y = 3.

Bước 5: Xác định công thức của sắt oxit.

Công thức của sắt oxit có dạng FexOy.
Chúng ta đã tìm được x = 2 và y = 3.
Vậy, công thức của sắt oxit là Fe2O3.

Kết luận:

Qua các bước phân tích và tính toán, chúng ta đã xác định được công thức hóa học của sắt oxit là Fe2O3.

Cô hy vọng rằng cách giải chi tiết này đã giúp các em hiểu rõ từng bước của bài toán. Nếu có bất kỳ câu hỏi nào, đừng ngần ngại hỏi cô nhé! Chúc các em học tốt!