Trộn 5,4 gam bột Al với 17,4 gam bột Fe3O4 rồi tiến hành phản ứng nhiệt nhôm (trong điều kiện không có không khí). Giả sử chỉ xảy ra phản ứng khử Fe3O4 thành Fe. Hòa tan hoàn toàn chất rắn sau phản ứng bằng dung dịch H2SO4 loãng (dư) thu được 5,376 lít khí H2 (ở đktc). Hiệu suất phản ứng nhiệt nhôm và số mol H2SO4 đã phản ứn

Đáp án:

 Hiệu suất=80%

nH2SO4=0,54 mol

Giải thích các bước giải:

 8Al+ 3Fe3O4 -> 4Al2O3 +9Fe

Ta có: n Al=5,4/27=0,2 mol; nFe3O4=17,4/232=0,075 mol

Gọi số mol Fe3O4 phản ứng là 3x -> Al phản ứng là 8x

-> Sau phản ứng thu được nFe=9x mol

Sau phản ứng rắn gồm Al dư 0,2-8x mol; Fe3O4 dư 0,075-3x mol; Al2O3 4x mol và Fe 9x mol

Cho rắn tác dụng với H2SO4 loãng dư

2Al + 3H2SO4 -> Al2(SO4)3 +3H2

Fe3O4 +4H2SO4 -> FeSO4 + Fe2(SO4)3 +4H2O

Al2O3 + 3H2SO4 -> Al2(SO4)3 + 3H2O

Fe + H2SO4 -> FeSO4 + H2

Ta có: nH2=1,5nAl +nFe=1,5(0,2-8x) +9x=5,376/22,4=0,24 -> x=0,02 mol

Vì các chất tham gia theo tỉ lệ nên hiệu suất tính theo chất nào cũng được

Hiệu suất =3x/0,075=80%

nH2SO4=1,5nAl +4nFe3O4 +3nH2SO4 +nFe=0,54 mol