Hỗn hợp X gồm Fe3O4 và Al có tỉ lệ mol tương ứng 1 : 3. Thực hiện phản ứng nhiệt nhôm X (không có không khí) đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được hỗn hợp gồm
Giả sử ban đầu lấy 1 mol Fe3O4 và 3 mol Al
8Al + 3Fe3O4 $\xrightarrow{{{t}^{o}}}$ 4Al2O3 + 9Fe
Xét tỉ lệ: $\frac{{{n_{Al}}}}{8} = \frac{3}{8} > \frac{{{n_{F{{\text{e}}_3}{O_4}}}}}{3} = \frac{1}{3}$
=> Fe3O4 phản ứng hết, Al dư
=> hỗn hợp sau phản ứng thu được: Al dư, Fe và Al2O3
Trộn 8,1 gam Al và 48 gam Fe2O3 rồi cho tiến hành phản ứng nhiệt nhôm trong điều kiện không có không khí, phản ứng kết thúc thu được m gam hỗn hợp rắn. Giá trị của m là:
${n_{Al}} = \frac{{8,1}}{{27}} = 0,3\,\,mol;\,\,{n_{F{{\text{e}}_2}{O_3}}} = \frac{{48}}{{160}} = 0,3\,\,mol$
2Al + Fe2O3 $\xrightarrow{{{t^o}}}$ Al2O3 + 2Fe
Bảo toàn khối lượng: mhh trước phản ứng = mhh sau phản ứng
=> mhh sau phản ứng = 8,1 + 48 = 56,1 gam
Dùng m gam Al để khử hoàn toàn một lượng Fe2O3 sau phản ứng thấy khối lượng oxit giảm 0,58 gam. Giá trị của m là
Gọi số mol Al phản ứng là x mol
2Al + Fe2O3 $\xrightarrow{{{t^o}}}$ Al2O3 + 2Fe
x → 0,5x → 0,5x
Oxit ban đầu là Fe2O3, oxit sau phản ứng là Al2O3
=> moxit giảm = ${m_{F{{\text{e}}_2}{O_3}}} - {m_{A{l_2}{O_3}}}$ = 0,58 gam
=> 0,5x.160 – 0,5x.102 = 0,58 => x = 0,02 mol
=> mAl = 0,02.27 = 0,54 gam
Dùng m gam Al để khử hết 1,6 gam Fe2O3 (phản ứng nhiệt nhôm). Sản phẩn sau phản ứng tác dụng với lượng dư dung dịch NaOH tạo ra 0,672 lít khí (đktc). Giá trị của m là
${n_{F{{\text{e}}_2}{O_3}}} = \frac{{1,6}}{{160}} = 0,01\,\,mol;\,\,{n_{{H_2}}} = \frac{{0,672}}{{22,4}} = 0,03\,\,mol$
2Al + Fe2O3 $\xrightarrow{{{t^o}}}$ Al2O3 + 2Fe (1)
0,02 ← 0,01 mol
Khi Al dư thì:
2Al + 2NaOH + 2H2O → 2NaAlO2 + 3H2 (2)
0,02 mol ← 0,03 mol
=> ∑nAl ban đầu = nAl (1) + nAl (2) = 0,02 + 0,02 = 0,04 mol
=> mAl = 0,04.27 = 1,08 gam
Trộn 6,48 gam Al với 16 gam Fe2O3. Thực hiện phản ứng nhiệt nhôm thu được chất rắn A. Khi cho A tác dụng dung dịch NaOH dư thu được 1,344 lít khí H2 (đktc). Hiệu suất phản ứng nhiệt nhôm (được tính theo chất thiếu) là
${n_{Al}} = \frac{{6,48}}{{27}} = 0,24\,mol;\,\,{n_{F{{\text{e}}_2}{O_3}}} = \frac{{16}}{{160}} = 0,1\,mol;\,\,{n_{{H_2}}} = \frac{{1,344}}{{22,4}} = 0,06\,mol$
Phản ứng nhiệt nhôm: 2Al + Fe2O3 → Al2O3 + 2Fe (1)
Xét tỉ lệ: $\frac{{{n_{Al}}}}{2} = \frac{{0,24}}{2} > \frac{{{n_{F{{\text{e}}_2}{O_3}}}}}{1} = 0,1$ => hiệu suất phản ứng tính theo Fe2O3
Al dư tác dụng với dung dịch NaOH tạo khí
2Al + 2NaOH + 2H2O → 2NaAlO2 + 3H2 (2)
0,04 mol ← 0,06 mol
=> nAl phản ứng (1) = nAl ban đầu – nAl dư = 0,24 – 0,04 = 0,2 mol
=> ${{n}_{F{{\text{e}}_{2}}{{O}_{3}}}}$phản ứng = 0,5.nAl phản ứng = 0,1 mol
=> Hiệu suất phản ứng là H = $\frac{{0,1}}{{0,1}}.100\% $ = 100%
Tiến hành phản ứng nhiệt nhôm hỗn hợp X gồm Fe2O3 và Al trong điều kiện không có không khí thu được hỗn hợp chất rắn Y. Cho Y tác dụng với dung dịch NaOH dư sẽ thu được 0,3 mol H2. Mặt khác nếu cho Y tác dụng với dung dịch HCl dư sẽ thu được 0,4 mol H2. Số mol Al trong X là
Cho Y tác dụng với dung dịch NaOH dư sẽ thu được 0,3 mol H2 => trong Y chứa Al dư
2Al + 2NaOH + 2H2O → 2NaAlO2 + 3H2
0,2 mol ← 0,3 mol
=> nAl dư = 0,2 mol
Y tác dụng với dung dịch HCl dư sẽ thu được 0,4 mol H2
2Al + 6HCl → AlCl3 + 3H2
0,2 mol → 0,3 mol
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2
0,1 mol ← 0,1 mol
Phản ứng nhiệt nhôm:
2Al + Fe2O3 → Al2O3 + 2Fe
0,1 mol ← 0,1 mol
=> ∑nAl ban đầu = nAl dư + nAl phản ứng = 0,2 + 0,1 = 0,3 mol
Nung m gam hỗn hợp Al, Fe2O3 đến phản ứng hoàn toàn thu được hỗn hợp rắn Y. Chia Y làm 2 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
${n_{{H_2}(P1)}} = \frac{{3,08}}{{22,4}} = 0,1375\,mol;\,\,{n_{{H_2}(P2)}} = \frac{{0,84}}{{22,4}} = 0,0375\,\,mol$
Phần 2 tác dụng với dung dịch NaOH dư tạo khí => Al còn dư sau phản ứng nhiệt nhôm
2Al + 2NaOH + 2H2O → 2NaAlO2 + 3H2
0,025 mol ← 0,0375 mol
=> nAl dư = 0,025 mol
Phần 1 tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng dư => Al và Fe phản ứng tạo khí
2Al + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2
0,025 mol → 0,0375 mol
Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2
0,1 mol ← 0,1 mol
Phản ứng nhiệt nhôm:
2Al + Fe2O3 → Al2O3 + 2Fe
0,1 ← 0,05 ← 0,1 mol
=> ∑nAl ban đầu = nAl dư + nAl phản ứng = 0,025 + 0,1 = 0,125 mol
=> mhh 1 phần $ = {m_{Al}} + {m_{F{{\text{e}}_2}{O_3}}} = 0,125.27 + 0,05.160 = $ 11,375 gam => mhh ban đầu = 11,375.2 = 22,75 gam
Hỗn hợp X gồm Al, Fe2O3 có khối lượng 21,67 gam. Tiến hành phản ứng nhiệt nhôm trong điều kiện không có không khí (giả sử chỉ xảy ra phản ứng khử Fe2O3 thành Fe). Hòa tan hỗn hợp chất rắn sau phản ứng bằng dung dịch NaOH dư thu được 2,016 lít khí H2 (đktc) và 12,4 gam chất rắn không tan. Hiệu suất của phản ứng nhiệt nhôm là
Fe2O3 + 2Al $\xrightarrow{{{t}^{o}}}$ Al2O3 + 2Fe
bđầu: y x
Pứ: $\frac{1}{2}a$ ← a → $\frac{1}{2}a$ → a
Sau pứ: $(y - \frac{1}{2}a)$ (x – a) $\frac{1}{2}a$ a
Do chất rắn sau phản ứng tác dụng với NaOH tạo khí nên dư Al
=> ${n_{{H_2}}} = 1,5.{n_{Al}} = > 0,06 = x - a$ (1)
mX = 160y + 27x = 21,67 (2)
mrắn không tan = ${m_{F{{\text{e}}_2}{O_3}}} + {m_{F{\text{e}}}} = 160.(y - \frac{1}{2}a) + 56{\text{a}} = 12,4$ (3)
Từ (1), (2) và (3), giải hệ ta có: x = 0,21 mol; y = 0,1 mol; a = 0,15 mol
Tính hiệu suất theo Fe2O3 $= > \% H = \frac{{0,075}}{{0,1}}.100\% = 75\%$
Khi nung hoàn toàn hỗn hợp A gồm x gam Al và y gam Fe2O3 thu được hỗn hợp B. Chia B thành hai phần bằng nhau: Phần 1 tan trong dung dịch NaOH dư, không có khí thoát ra và còn lại 4,4 gam chất rắn không tan. Phần 2 trong dung dịch H2SO4 loãng dư thu được 1,12 lít khí (đktc). Giá trị của y là
Phản ứng nhiệt nhôm: 2Al + Fe2O3 $\xrightarrow{{{t^o}}}$ Al2O3 + 2Fe (1)
Phần 1 tác dụng với dung dịch NaOH dư không sinh ra khí => hỗn hợp B không có Al dư
=> hỗn hợp B gồm Al2O3, Fe và có thể có Fe2O3 dư
4,4 gam chất rắn không tan gồm Fe và Fe2O3
Phần 2: tác dụng với H2SO4 loãng dư => chỉ có Fe phản ứng sinh ra khí
${n_{{H_2}}} = \frac{{1,12}}{{22,4}} = 0,05\,mol$
Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2
0,05 mol ← 0,05 mol
$ = > {m_{F{{\text{e}}_2}{O_3}\,dư}} = 4,4 - {m_{F{\text{e}}}} = 4,4 - 0,05.56 = 1,6\,\,gam$
Ta có: ${n_{F{{\text{e}}_2}{O_3}\,(1)}} = \frac{1}{2}.{n_{F{\text{e}}}} = \frac{1}{2}.0,05 = 0,025\,\,mol$
$ = > {m_{F{{\text{e}}_2}{O_3}}}$ 1 phần = ${m_{F{{\text{e}}_2}{O_3}\,(1)}} + {m_{F{{\text{e}}_2}{O_3}\,dư}}$ = 0,025.160 + 1,6 = 5,6 gam
$ = > {m_{F{{\text{e}}_2}{O_3}}}$ ban đầu = 2.${m_{F{{\text{e}}_2}{O_3}}}$ 1 phần = 2.5,6 = 11,2 gam
