Bài tập nhiệt nhôm nâng cao

Rate this post

Bài tập nhiệt nhôm nâng cao

Bài viết giúp bạn đọc có phương pháp giải nhanh và hiệu quả các bài toán nhiệt nhôm khó.

Mời các bạn học sinh tham khảo thêm:

Bài tập xác định công thức oxit sắt nâng cao

1.     LÍ THUYẾT

KN: Khử oxit kim loại bằng Al, to cao

2y Al  +  3MxOy    y Al2O3   +  3xM

Al (r)   +  Fe2O3  (r)   Al2O3(r) +   Fe  (r)                   (1)

TH1: phản ứng xảy ra hoàn toàn (H = 100%)

Ví dụ 1: Pt (1) hh sau phản ứng có 3 TH

+        Al và Fe2O3 đủ → sp : Al2O3, Fe

+        Al dư → sp : Al2O3, Fe, Al dư

+        Fe2O3 dư → sp Al2O3, Fe, Fe2O3

Chú ý: nếu sp + dd NaOH dư  → H2

=> Al dư → sp : Al dư, Fe, Al2O3

TH2: H < 100%

=>  hh sp Al2O3, Fe, Al dư, Fe2O3

v  Tính H phản ứng nhiệt nhôm, tính theo chất có tỉ lệ nhỏ hơn  (nAlbđ/1 , nFe2O3/ 1)

+        ĐLBTKL: m nước = mhh sau pứ  không phụ thuộc hiệu xuất

+        BT e  – tác dụng với Al   +  dd NaOH   H2

n Al dư  . 3 = nH2 . 2

+        Hh sau phản ứng Al , Fe , oxit  +   H+    H2

n Al dư . 3 = nFe . 2 = nH2 . 2

+        Bảo toàn nguyên tố O : nO/oxit bđ = nO/ hh sau pứ

+        Hh sau phản ứng

2 H+  +  O2-       H2O

2H+    +  2e      H2

=>  nH+ pứ = 2 nO2-/ oxit  + 2 nH2

+        Với oxit của kim loại hóa trị nhiều hóa trị : quá trình nhiệt nhôm xảy ra theo từng nấc

Fe2O3   Fe3O4 FeO  Fe

Bài tập nhiệt nhôm nâng cao

Bài tập nhiệt nhôm nâng cao

2.     BÀI TẬP ÁP DỤNG

Câu 1. Lấy 1 hh gồm Al, Fe2O3 thực hiện phản ứng nhiệt nhôm trong điều kiện không có không khí. Chia hh sản phẩm thành 2 phần bằng nhau

P1 + dd NaOH dư => 11,2 lít H2 (đktc)

P2 + dd HCl dư => 16,8 lít H2 (đktc)

Tìm m hh ban đầu (H= 100%)

Lời giải

H = 100% , sp + NaOH dư  H2 => Al dư

2Al + Fe2O3 => Al2O3 + 2Fe

Al + NaOH + 3H2O => Na[Al(OH)4]  + 3/2 H2

Al + 3H+  => Al3+  +  3/2H2

Fe  +  2H+  => Fe2+    +  H2

nAl dư  = (0,5 . 2)/ 3  = 1/3  mol

nAl dư . 3  +  nFe . 2= nH2 (2) . 2 => nFe = 0,25 mol

=> mhh = 2. (0,25 . 27 + 1/3 . 27 + 0,125 . 160) = 71,5 (g)

Câu 2. Trộn 5,4g bột Al với 17,4g Fe3O4 tiến hành phản ứng nhiệt nhôm trong điều kiện không có không khí ( giả sử Fe3O4  Fe). Hòa tan chất rắn sau phản ứng bằng dd H2SO4 loãng dư thu được 5,376 lít H2 (đktc). Tính hiệu suất phản ứng và nH2SO4 phản ứng.

Lời giải

nAl bđ  =  0,2 mol                                   nFe3O4 = 0,075 mol

8Al + 3Fe3O4 4Al2O3 + 9Fe

no                     0,2         0,075

npu                    8x        3x      4x

n sau                0,2 -8x

BT e nAl dư . 3 + nFe . 2 = nH2 . 2

(0,2 – 8x ). 3 + 3x . 2 = (5,376 . 2) : 22,4 = 0,48 => x = 0,02 mol

0,2 /8 = 0,075 / 3 => H tính theo (Al, Fe3O4)

H = (3x . 100) : 0,075 = (8x . 100) : 0,2 = 80 %

nH+ pứ = 2. nH2 + 2 . nO2-/oxit = 2. 0,24 + 2. (4 . nFe3O4 bđ)  = 2 . 0,24 + 2. 4 . 0,075

= 1,08 mol

=> nH2SO4 pư = 1,08 / 2 = 0,54 mol.

Câu 3. Nung nóng m (g) hỗn hợp gồm Al và Fe3O4 trong điều kiện không có không khí. Sau phản ứng xảy ra hoàn  toàn  thu được hh chất rắn X . Cho X tác dụng với dd NaOH dư thu được dd Y , chất rắn Z và 3,36 lít H2 (đktc). Sục khí CO2 dư vào dd Y thu được 39g kết tủa. Tìm m?

Lời giải

8 Al  +  3Fe3O4    4 Al2O3 + 9 Fe (  + Al dư)

Al   +  2NaOH  +  3H2O   2 Na[Al (OH)4]

CO2 +  Na[Al (OH)4]  Al(OH)3    +  NaHCO3

nAl dư = nH2 . 2/ 3 = 0,1 mol;                             nAl(OH)3 = 0,5 mol

BTNT  Al:       nAl dư . 1 + nAl2O3 . 2 = nAl(OH)3 . 1

=>  nAl2O3 = 0,2 mol

BTNT oxi  nFe3O4 . 4 = nAl2O3 .3

=> nFe = 3 . 0,15 = 0,45 mol

m = m hh sau = 0,1 .27 + 0,2 . 102 + 0,45 . 56 = 48,3 (g)

Câu 4. Thực hiện phản ứng nhiệt nhôm giữa Al và FexOy thu được 92,35g chất rắn Y. Cho Y tác dụng với dd NaOH dư thu được 8,4 lít H2(đktc). Chất rắn không tan Z. Hòa tan ½ Z trong H2SO4 đặc, nóng dư thu được 13,44lit khí SO2 (đktc). Phản ứng xảy ra hoàn toàn. Tính mAl2O3 trong hh Y và công thức FexOy?

Lời giải

H = 100% , Al dư, FexOy hết                                                  Al + FexOy Al2O3 + Fe

nAl dư = 2. nH2 /3 = 0,25 mol

Z có Fe => nFe(1/2Z )   . 3 = nSO2 . 2   => nFe (1/2Z )  = (0,6 . 2) : 3 = 0,4 mol

=> nFe /(Z) = 0,4 . 2 = 0,8 mol

m Al2O3 = 92,35 – 0,25 . 27 – 0,8 . 56 = 40,8 g

=> nAl2O3 = 0,4 mol

nFe/ oxit = 0,8 mol

BTNT oxi : nO/FexOy  = nO / Al2O3 = 0,4 . 3 = 1,2 mol

x  : y = nFe : nO = 0,8 : 1,2 = 2 : 3 => Fe2O3

Thảo luận cho bài: Bài tập nhiệt nhôm nâng cao