Bài toán nhiệt nhôm

Khóa học LTĐH đảm bảo môn Hóa-Thầy Sơn Bài toán nhiệt nhôm Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 1 - BÀI TOÁN NHIỆT NHÔM TÀI LIỆU BÀI GIẢNG BÀI TOÁN NHIỆT NHÔM Ví dụ 1 : Tiến hành phản ứng nhiệt nhôm 9,66 gam gồm bột Al và FexOy trong điều kiện không có không khí, thu được hỗn hợp X. Nghiền nhỏ, trộn đều X rồi chia thành hai phần bằng nhau. Phần một hoà tan hết trong dung dịch HNO3 đun nóng 1,232 lít khí NO duy nhất ở đktc. Cho phần hai tác dụng với lượng dư dung dịch NaOH đun nóng thấy giải phóng 0,336 lít khí H2 ở đktc. Các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Công thức của sắt oxit là A. FeO B. Fe2O3 C. Fe3O4 D. FeO hoặc Fe3O4 Nhanh chóng tính được 2 3Fe Al O n 0,045; n 0,02 mol x y 2 3 2 3O(trongFe O ) O(trongAl O ) Al O n n 3n 3.0,02 0,06 Do đó nFe : nO = 0,045 : 0,06 = 3 : 4 FexOy là Fe3O4. Đáp án : C Ví dụ 2 : Sau phản ứng nhiệt nhôm hỗn hợp chứa Al và FexOy (không có không khí) thu được 92,35 gam chất rắn X. Hoà tan X bằng dung dịch NaOH dư thấy có 8,4 lit khí (đktc) bay ra và còn lại một phần không tan Y. Hoà tan hết Y cần 240 gam axit H2SO4 98% (giả sử chỉ tạo thành một loại muối sắt (III)). Công thức của FexOy là A. FeO B. Fe2O3 C. Fe3O4 D. FeO hoặc Fe3O4 Hướng dẫn : ot x y 2 32yAl 3Fe O yAl O 3xFe 2 2 22Al 2NaOH 2H O 2NaAlO 3H 2 3 2 2Al O 2NaOH 2NaAlO H O 2Fe + 6H2SO4 Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O Theo các phương trình hoá học (hoặc sử dụng phương pháp bảo toàn electron) tính được : nFe = 0,8 mol; nAl dư = 0,25 mol; 2 3Al O m 92,35 0,25.27 0,8.56 40,8 gam Số mol O trong FexOy bằng số O có trong Al2O3 hay 2 3O Al O 40,8 n 3.n 3. 1,2 mol 102 ; Vậy nFe : nO = 0,8 : 1,2 = 2 : 3 Fe2O3 Đáp án : B Ví dụ 3 : Tiến hành phản ứng nhiệt nhôm hỗn hợp gồm Al và FexOy thu được hỗn hợp chất rắn X. Cho X tác dụng với dung dịch NaOH dư thu được dung dịch Y, phần không tan Z và 0,672 lit khí H2. Cho dung dịch HCl vào Y đến khi được lượng kết tủa lớn nhất, lọc kết tủa, nung tới khối lượng không đổi thu được 5,1 gam chất rắn. Cho Z tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc nóng, sau phản ứng chỉ thu được dung dịch E chứa một muối sắt duy nhất và 2,688 lit khí SO2. Biết các khí đều đo ở đktc, các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Công thức phân tử của sắt oxit là A. FeO hoặc Fe2O3 B. FeO hoặc Fe2O4 C. Fe2O3 hoặc Fe3O4 D. Fe2O3 o 2 3 2t 2 4x y 2 4 3 2d­ Al O NaOH Al H Fe _____ H SOFe O Fe Fe (SO ) SOAl o 2 3 2t 3x y d­ Al O NaOH l H Fe _____ HNOFe O NOAl 2 2 3 2 2 3 2 4x y 4 2 4 3 2d­ NaOH l O l NaAlO Al O Fe _____ H SOe O Fe FeSO / Fe (SO ) SOAl Khóa học LTĐH đảm bảo môn Hóa-Thầy Sơn Bài toán nhiệt nhôm Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 2 - ot x y 2 32yAl 3Fe O yAl O 3xFe 2 2 22Al 2NaOH 2H O 2NaAlO 3H 2 3 2 2Al O 2NaOH 2NaAlO H O Chất rắn X có nAl dư = 0,2 mol; 2 3Al O m 0,04 mol và Fe - Trường hợp 1 : Muối duy nhất thu được là Fe2(SO4)3 2Fe + 6H2SO4 Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O 2Fe SO 2 2 2,688 n n . 0,08 mol 3 3 22,4 Số mol oxi trong Al2O3 (trong X) chính bằng số mol oxi trong FexOy. 2 3O Al O n 3.n 3.0,04 0,12 mol Vậy nFe : nO = x : y = 0,08 : 0,12 = 2 : 3 Fe2O3 - Trường hợp 2 : Muối duy nhất thu được là FeSO4 2Fe + 6H2SO4 Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O Fe + Fe2(SO4)3 3FeSO4 Fen 0,12 mol . Vậy nFe : nO = x : y = 0,12 : 0,12 = 1 : 1 FeO. Đáp án : A Câu 4: Khi cho 41,4 gam hỗn hợp X gồm Fe2O3, Cr2O3 và Al2O3 tác dụng với dung dịch NaOH đặc (dư), sau phản ứng thu được chất rắn có khối lượng 16 gam. Để khử hoàn toàn 41,4 gam X bằng phản ứng nhiệt nhôm, phải dùng 10,8 gam Al. Thành phần phần trăm theo khối lượng của Cr2O3 trong hỗn hợp X là (Cho hiệu suất của các phản ứng là 100%) A. 50,67%. B. 20,33%. C. 66,67%. D. 36,71%. (Trích đề thi TSCĐ năm 2007 - Khối A, B) Đáp án : D Câu 5: Đốt nóng một hỗn hợp gồm Al và 16 gam Fe2O3 (trong điều kiện không có không khí) đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được hỗn hợp rắn X. Cho X tác dụng vừa đủ với V ml dung dịch NaOH 1M sinh ra 3,36 lít H2 (ở đktc). Giá trị của V là A. 150. B. 100. C. 200. D. 300. Đáp án : D Câu 6: Nung nóng m gam hỗn hợp Al và Fe2O3 (trong môi trường không có không khí) đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được hỗn hợp rắn Y. Chia Y thành hai phần bằng nhau: - Phần (1) tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng (dư), sinh ra 3,08 lít khí H2 (ở đktc). - Phần (2) tác dụng với dung dịch NaOH (dư), sinh ra 0,84 lít khí H2 (ở đktc). Giá trị của m là A. 22,75. B. 21,40. C. 29,40. D. 29,43. Đáp án : A Câu 7: Nung hỗn hợp bột gồm 15,2 gam Cr2O3 và m gam Al ở nhiệt độ cao. Sau khi phản ứng hoàn toàn, thu được 23,3 gam hỗn hợp rắn X. Cho toàn bộ hỗn hợp X phản ứng với axit HCl (dư) thoát ra V lít khí H2 (ở đktc). Giá trị của V là A. 7,84. B. 4,48. C. 3,36. D. 10,08. Đáp án A Cr2O3 + 2Al ot 2Cr + Al2O3 (1) 0,1 0,2 0,2 0,1 Khóa học LTĐH đảm bảo môn Hóa-Thầy Sơn Bài toán nhiệt nhôm Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 3 - Ta có m = 23,3 – 15,2 = 8,1 (gam) Aln = 8,1 27 = 0,3 (mol) 2 3Cr O n = 15,2 152 = 0,1 (mol) Aln dư = 0,3 – 0,2 = 0,1 (mol) Do đó hỗn hợp chất rắn X gồm Al2O3, Cr và Al dư 2Al + 6HCl 2AlCl3 + 3H2 (2) 0,1 0,15 Cr + 2HCl CrCl2 + H2 (3) 0,2 0,2 Al2O3 + 6HCl 2AlCl3 + 3H2O (4) Theo (2, 3): 2H n = 0,15 + 0,2 = 0,35 (mol) ; Vậy V = 0,35 22,4 = 7,84 (lít). Giáo viên: Phạm Ngọc Sơn Nguồn: Hocmai.vn