Bài toán hiệu suất phản ứng nhiệt nhôm năm 2024

Câu 194147: Thực hiện phản ứng nhiệt nhôm (trong điều kiện không có không khí, hiệu suất 100%) với 9,66 gam hỗn hợp X gồm Al và một oxit sắt, thu được hỗn hợp rắn Y. Hòa tan Y bằng dung dịch NaOH dư, sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được dung dịch Z, chất không tan T và 0,03 mol khí. Sục CO2 đến dư vào dung dịch Z, lọc lấy kết tủa nung đến khối lượng không đổi được 5,1 gam một chất rắn. Công thức của oxit sắt và khối lượng của nó trong hỗn hợp X trên là

1. Fe3O4 và 2,76 gam.

2. Fe3O4 và 6,96 gam.

3. FeO và 7,20 gam.

4. Fe2O3 và 8,00 gam.

Phương pháp giải:

Do Y + dd NaOH sinh ra khí nên Al dư ⟶ Y chứa: Al2O3, Fe, Al dư.

Viết sơ đồ: \(X\left\{ \begin{array}{l}Al\\F{\rm{e}}\\O\end{array} \right. \to Y\left\{ \begin{array}{l}A{l_2}{O_3}\\F{\rm{e}}\\A{l_{du}}\end{array} \right. \xrightarrow[]{NaOH_{du}} \left\{ \begin{array}{l}{H_2}\\dd\,Z\left\{ \begin{array}{l}NaAl{O_2}\\NaO{H_{du}}\end{array} \right. \xrightarrow[]{CO_2,nung} A{l_2}{O_3}\end{array} \right.\)

Dùng bảo toàn nguyên tố để xác định số mol của Fe và O.

Lập tỉ lệ về số mol Fe và O suy ra công thức oxit.

• Đáp án : B (22) bình luận (0) lời giải Giải chi tiết: Do Y + dd NaOH sinh ra khí nên Al dư ⟶ Y chứa: Al2O3, Fe, Al dư. Sơ đồ: \(9,66\left( g \right)X\left\{ \begin{array}{l}Al\\F{\rm{e}}\\O\end{array} \right. \to Y\left\{ \begin{array}{l}A{l_2}{O_3}\\F{\rm{e}}\\A{l_{du}}\end{array} \right. \xrightarrow[]{NaOH_{du}} \left\{ \begin{array}{l}{H_2}:0,03\\dd\,Z\left\{ \begin{array}{l}NaAl{O_2}\\NaO{H_{du}}\end{array} \right. \xrightarrow[]{CO_2,nung} A{l_2}{O_3}\end{array} \right.\) Bảo toàn e: nAl dư = 2nH2/3 = 0,02 mol BTNT "Al" ⟶ nAl ban đầu = 2nAl2O3 sau nung = 0,1 mol BTNT "Al" ⟶ nAl2O3 = (nAl ban đầu - nAl dư)/2 = 0,04 mol BTNT "O" ⟶ nO = 3nAl2O3 = 0,12 mol BTKL: nFe = (9,66 - 0,1.27 - 0,12.16)/56 = 0,09 mol ⟶ Fe : O = 3 : 4 ⟶ Fe3O4 và mFe3O4 = 6,96 gam. Lời giải sai Bình thường Khá hay Rất Hay

\>> Luyện thi TN THPT & ĐH năm 2024 trên trang trực tuyến Tuyensinh247.com. Học mọi lúc, mọi nơi với Thầy Cô giáo giỏi, đầy đủ các khoá: Nền tảng lớp 12; Luyện thi chuyên sâu; Luyện đề đủ dạng; Tổng ôn chọn lọc.

+ Về mặt tư duy các bạn có thể xem nhiệt nhôm là quá trình Al lấy O trong các oxit như: FexOy, CuO, Cr2O3,…

+ Chú ý: Cr và Cr2O3 không tan trong dung dịch NaOH loãng. Cr2O3 chỉ tan trong NaOH đậm đặc có đun nóng. Còn Cr thì không tan cả trong NaOH đặc nóng.

+ Chú ý áp dụng BTNT.O và BTE trong quá trình giải toán. Đặc biệt trong trường hợp cho hỗn hợp sau nhiệt nhôm tác dụng với HNO3 dư hay H2SO4 đặc, nóng dư thì nên áp dụng BTE cho cả quá trình.

+ Với các bài toán về tính hiệu suất phản ứng nhiệt nhôm thì ta chỉ xét phản ứng một nấc ($\left[ \begin{align} & F{{e}_{2}}{{O}_{3}}\xrightarrow{Al}Fe \\ & F{{e}_{3}}{{O}_{4}}\xrightarrow{Al}Fe \\ & C{{r}_{2}}{{O}_{3}}\xrightarrow{Al}Fe \\ \end{align} \right.$) không có phản ứng tạo oxit trung gian.

+ Với dạng toán nhiệt nhôm mà hỗn hợp có Fe2O3, Fe3O4 hay Cr2O3 các bạn có thể áp dụng kỹ thuật “Độ lệch H” sẽ cho kết quả rất tốt. Sau đây tôi xin giới thiệu các bạn kỹ thuật này.

Bài toán áp dụng: Hỗn hợp trước nhiệt nhôm chứa các ion Fe3+ và Cr3+ nhưng sau khi nhiệt nhôm cho tác dụng với HCl hoặc H2SO4 ta lại thu được các muối chứa ion Fe2+ và Cr2+ sự chênh lệch điện tích này được chúng ta tính thông qua số mol nguyên tử H trước và sau phản ứng nhiệt nhôm.

Chú ý: + Tổng số mol Fe2+ và Cr2+ sinh ra chính bằng số mol $\Delta H$.

+ Nếu hỗn hợp trước nhiệt nhôm có CuO thì cần chú ý xem có phản ứng $Cu+2F{{e}^{{3+}}\to C{{u}}{2+}}+2F{{e}^{2+}}$ hay không?

Trên đây là trích một phần giới thiệu về tài liệu. Để xem đầy đủ Phương Pháp Giải Bài Tập (Lý thuyết, Bài tập, Hướng dẫn giải), bạn có thể tải file bên dưới.