Đáp án:

$a)\ Fe_3O_4$

$b)\ m=12,8(g)$

Giải thích các bước giải:

$a)$

Quy đổi hỗn hợp X thành: $\begin{cases} Cu:x(mol\\Fe:y(mol)\\O:z(mol) \end{cases}$

$\to m_X=64x+56y+16z=42,4(g)\ (1)$

$n_{SO_2}=\dfrac{4,48}{22,4}=0,2(mol)$

Trường hợp 1: Phản ứng vừa đủ: hỗn hợp muối gồm $CuSO_4$ và $Fe_2(SO_4)_3$.

$\to m_{\rm muối}=160x+200y=93,6(g)\ (2)$

$\xrightarrow{BT.electron:}2x+3y-2z=2×0,2=0,4(mol)\ (3)$

Từ $(1),(2),(3),$ ta giải được:

$\begin{cases} x=0,51(mol)\\y=0,06(mol)\\z=0,4(mol) \end{cases}$

$\dfrac{n_{Fe}}{n_O}=\dfrac{0,06}{0,4}=\dfrac{3}{20}$

$\to$ Loại trường hợp $1.$

Trường hợp 2: Sau phản ứng còn $Cu$ dư: hỗn hợp muối gồm $CuSO_4$ và $FeSO_4$.

$\to m_{\rm muối}=160x+152y=93,6(g)\ (2')$

$\xrightarrow{BT.electron:}2x+2y-2z=2×0,2=0,4(mol)\ (3')$

Từ $(1),(2'),(3'),$ ta giải được:

$\begin{cases} x=0,3(mol)\\y=0,3(mol)\\z=0,4(mol) \end{cases}$

$\dfrac{n_{Fe}}{n_O}=\dfrac{0,03}{0,4}=\dfrac{3}{4}$

$Fe_xO_y$ là $Fe_3O_4.$

$\to$ Nhận trường hợp $2.$

$b)$

Bán phản ứng:

$Fe_3O_4+8H^+\to Fe^{2+}+2Fe^{3+}+4H_2O$

$2Fe^{3+}+Cu\to 2Fe^{2+}+Cu^{2+}$

$\xrightarrow{BTNT.Fe:}n_{Fe_3O_4}=\dfrac{1}{3}n_{Fe}=0,1(mol)$

$n_{Fe^{3+}}=2n_{Fe_3O_4}=0,2(mol)$

$n_{Cu\ \rm (phản\ ứng)}=n_{Cu^{2+}}=\dfrac{1}{2}n_{Fe^{3+}}=0,1(mol)$

$m=m_{Cu\ \rm (dư)}=(0,3-0,1)×64=12,8(g)$

`a)`

 Quy hỗn hợp về: 

$\begin{cases} Cu(xmol)\\Fe(ymol)\\O(zmol) \end{cases}$

`m = 64x + 56y + 16z = 42,4(g)(1)`

Muối: `Fe_2(SO_4)_3, CuSO_4`

Bảo toàn `Fe`: 

`n_{Fe_2(SO_4)_3} = 1/2n_{Fe} = 0,5y(mol)`

Bảo toàn `Cu → n_{Cu} = x(mol)`

`m_{text{muối}} = 400 . 0,5y + 160x = 93,6(g)(2)`

`n_{SO_2} = {4,48}/{22,4}= 0,2(mol)`

Bảo toàn `e`: 

`2x + 3y - 2z = 0,2. 2(3)`

`(1)(2)(3) → x = 0,51(mol); y = 0,06(mol); z = 0,4(mol)`

`{n_{Fe}}/{n_O} = {0,06}/{0,4} = 3/{20} `

Vô lí 

`→` Muối: `FeSO_4, CuSO_4`

Bảo toàn `e`: 

`2x + 2y - 2z= 0,2 . 2(4)`

Bảo toàn `Fe → n_{FeSO_4} = y(mol)`

`m_{text {muối}} = 152y + 160x = 93,6(g)(5)`

`(1)(5)(4) → x = y = 0,3(mol); z = 0,4(mol)`

`{n_{Fe}}/{n_O} = {0,3}/{0,4} = 3/4`

`→` Oxit: `Fe_3O_4`

`b)`

`Fe_3O_4 + 8HCl → 2FeCl_3 + FeCl_2 + 4H_2O`

Bảo toàn `Fe`: 

`n_{Fe_3O_4} = 1/3n_{Fe} = {0,3}/3 = 0,1(mol)`

Theo pt:

`n_{FeCl_3} = 2n_{Fe_3O_4} = 0,1 2= 0,2(mol)`

`2FeCl_3 + Cu→ 2FeCl_2 + CuCl_2`

`n_{Fe} < 2n_{Cu}`

`→ n_{Cu} (dư) = 0,3 - 0,2 : 2 = 0,2(mol)`

`m_{Cu}= 0,2. 64 = 12,8(g)`