Nung hỗn hợp X gồm Al và Fe3O4 ở nhiệt độ cao thu được hỗn hợp Y với hiệu suất 100%. Cho Y tan trong dd H2SO4 loãng dư, thu được 1,008 l khí ở đktc. Nếu cho Y tan trong dd NaOH dư, thì còn lại 4,84 g chất rắn không tan. Thành phần % theo khối lượng của Al2O3 trong Y có giá trị

Đáp án:

Hỗn hợp Y chứa Al dư, Fe₃O₄ dư, Al₂O₃, Fe

- Phần 1: n_H2 = 0,06 mol → n_{Al dư} = 2/3.n_H2 = 0,04 mol

- Phần 2: n_H2 = 0,15 mol → n_{H2 (do Fe tạo ra)} = 0,15 - 0,06 = 0,09 mol → n_Fe = 0,09 mol

8Al + 3Fe₃O₄ (xrightarrow{{{t}^{o}}}) 4Al₂O₃ + 9Fe

Theo PTHH: n_Al2O3 = 4/9. n_Fe = 4/9. 0,09 = 0,04 mol

Ta có: n_H2SO4 = 1,5.n_Al + 4.n_Fe3O4 + 3.n_Al2O3 + n_Fe = 0,31 mol => 1,5. 0,04 + 4.n_Fe3O4 + 3.0,04 + 0,09 = 0,31 mol

=> n_Fe3O4 = 0,01 mol

Bảo toàn nguyên tố Al ta có: n_{Al ban đầu} = 2.n_Al2O3 + n_{Al dư} = 2. 0,04 + 0,04 = 0,12 mol

Bảo toàn nguyên tố Fe ta có: 3.n_{Fe3O4 ban đầu} = n_Fe + 3.n_{Fe3O4 dư} = 0,09 +  3.0,01 = 0,12 mol

→ n_{Fe3O4 ban đầu} = 0,04 mol

Ta có: 0,12:8 > 0,04:3 nên hiệu suất phản ứng tính theo Fe₃O₄

Ta có: H = n_{Fe3O4 pứ}.100%/n_{Fe3O4 ban đầu} = (0,04-0,01).100%/0,04 = 75%

Giải thích các bước giải: