Giả thiết: Nhôm tác dụng với Fe3O4 chỉ tạo Al2O3 và sắt. Trộn 10,8g bột Al với 34,8g bột Fe3O4 rồi tiến hành phản ứng nhiệt nhôm trong điều kiện không có không khí. Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp rắn sau phản ứng bằng dung dịch H2SO4 loãng dư thu được 10,416 lít khí H2 (đktc). Hiệu suất của phản ứng nhiệt nhôm là:
A. 80,0%
B. 90,0%
C. 70,0%
D. 60,0%
Đáp án B
nAl = 10,8: 27 = 0,4 mol ; nFe3O4 = 34,8: 232 = 0,15 mol
Ta thấy: 0,4/8 = 0,15/3 nên hiệu suất có thể tính theo Al hoặc Fe3O4
8Al + 3Fe3O4 → 4Al2O3 + 9Fe
Mol x → 1,125x => nAl dư = (0,4 –x) mol
Khi chất rắn sau phản ứng + HCl thì:
Al + 3HCl → AlCl3 + 1,5H2
Mol (0,4 – x) → 1,5(0,4 – x)
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2
Mol 1,125x → 1,125x
=> nH2 = 1,5(0,4 – x) + 1,125x = 10,416: 22,4 = 0,465 mol
=> x = 0,36 mol
Tính H theo Al => H% = nPứ / nbđ = 0,36: 0,4 = 90%