Hỗn hợp X chứa một oxit sắt; 0,02 mol Cr₂O₃ và 0,04 mol Al. Thực hiện phản ứng nhiệt nhôm hỗn hợp X sau một thời gian thu được hỗn hợp chất rắn Y. Chia Y thành 2 phần bằng nhau. Phần 1 tác dụng với H₂SO₄ đặc, nóng dư thu được 0,896 lít SO₂ (đktc, sản phẩm khử duy nhất). Phần 2 tác dụng vừa đủ với 250 ml dung dịch HCl 1M thu được dung dịch Z và 0,336 lít khí H₂ (đktc). Dung dịch Z tác dụng tối đa với z mol NaOH thu được 6,6 gam hỗn hợp kết tủa. Biết các phản ứng xảy ra trong môi trường không có oxi. Giá trị của z gần nhất với

Phần 1 : H₂SO₄ nhận e, Al và Fe_xO_y cho e

Bảo toàn e : 2.n_SO2 = 3n_Al + n_{e cho oxit sắt} => n_{e cho oxit sắt} = 2.0,04 – 0,02.3 = 0,02

Ta thấy : nếu oxit sắt là FeO thì n_FeO = n_{e cho oxit sắt}

Nếu oxit sắt là Fe₂O₃ thì không cho e

Nếu oxit sắt là Fe₃O₄  thì n_Fe3O4 = n_{e cho oxit sắt} => n_FexOy = 0,02 mol

Phần 2 :

Bảo toàn nguyên tố H : ${{n}_{HCl}}=2{{n}_{{{H}_{2}}}}+2{{n}_{{{H}_{2}}O}}\to \,\,{{n}_{{{H}_{2}}O}}=\frac{0,25-2.0,015}{2}=0,11\,\,mol$

Bảo toàn nguyên tố O : n_{O trong oxit sắt}  + $3{{n}_{C{{\text{r}}_{2}}{{O}_{3}}}}={{n}_{{{H}_{2}}O}}$=> n_{O trong oxit sắt}  = 0,11 – 3.0,01 = 0,08 mol

=> y = $\frac{{{n}_{O\,\,trong\,\text{ox}it}}}{{{n}_{F{{e}_{x}}{{O}_{y}}}}}=\frac{0,08}{0,02}=4$ → oxit sắt là Fe₃O₄  

Vì dung dịch Z phản ứng tối đa với NaOH nên kết tủa Al(OH)₃ và Cr(OH)₃ đều tan hết

→ dung dịch tạo thành chứa :

$N{{a}^{+}}\,\,(z\text{ }mol);\text{ }C{{l}^{-}}\,\,(0,25\,\,mol);\text{ }AlO_{2}^{-}\text{ (0,02}\,\,\text{mol); }CrO_{2}^{-}\text{ (a}\,\,\text{mol)}$

Bảo toàn điện tích : z = 0,25 + 0,02 + a (1)

Bảo toàn Cr : $2{{n}_{C{{\text{r}}_{2}}{{O}_{3}}}}={{n}_{C\text{r}O_{2}^{-}}}+{{n}_{\text{Cr}{{(OH)}_{2}}}}\to {{n}_{C\text{r}{{(OH)}_{2}}}}=2.0,01-a=0,02-a$

Bảo toàn Fe : n_{Fe trong kết tủa} = 3.n_Fe3O4 = 0,06

=> m_{kết tủa} = m_Cr + m_Fe + m_OH  → m_OH = 6,6 – 52.(0,02 – a) – 0,06.56 = 2,2 +52a

$=>\,\,{{n}_{OH}}=\frac{2,2+52a}{17}\,\,mol$

=> n_NaOH = n_{OH trong kết tủa} + 4.n_Al(OH)3 + 4.n_Cr(OH)3­ => z $=\frac{2,2+52a}{17}\,+\text{ }4.0,02\text{ }+\text{ }4a\text{ }\left( 2 \right)$

Giải hệ (1), (2) → z = 0,28; a = 0,01