Câu 1: Hỗn hợp A nặng m gam gồm Fe2O3 và Al.Nung A đến hoàn toàn thu được rắn B, choB tác dụng H2SO4 loãng thu được 2240 ml khí đktc. Mặt khác nếu cho B tác dụng với dung dịch NaOH dư thì thấy còn lại 13,6 gam chất rắn không tan.
a) Xác định khối lượng các chất trong A và B.
b) Tính thể tích dung dịch HCl 0,5M để hòa tan hết 13,6 gam chất rắn trên.
Câu 2: Có 11,98 gam hỗn hợp X gồm Al và Fe3O4. Thực hiện phản ứng nhiệt nhôm sau một thời gian thu được rắn Y. Hòa tan Y vào dung dịch NaOH dư thu được dung dịch Z và thoát ra 2,016 lít khí (đktc). Sục khí CO2 đến dư vào dung dịch Z thu được 7,8gam kết tủa. Tính khối lượng mỗi chất trong X và Y. Tính hiệu suất phản ứng nhiệt nhôm.
giải chi tiết giúp mình với , mình cảm ơn nhiều :)))
Câu 1:
a)
Gọi \(\left\{{}\begin{matrix}n_{Fe_2O_3}=a\left(mol\right)\\n_{Al}=b\left(mol\right)\end{matrix}\right.\)
TH1: Al dư
PTHH: Fe2O3 + 2Al --to--> Al2O3 + 2Fe
a--->2a-------->a------->2a
=> B gồm \(\left\{{}\begin{matrix}Al_2O_3:a\left(mol\right)\\Fe:2a\left(mol\right)\\Al:b-2a\left(mol\right)\end{matrix}\right.\)
\(n_{H_2}=\dfrac{2,24}{22,4}=0,1\left(mol\right)\)
PTHH: Fe + H2SO4 --> FeSO4 + H2
2a------------------------>2a
2Al + 3H2SO4 --> Al2(SO4)3 + 3H2
(b-2a)------------------------>1,5(b - 2a)
=> 2a + 1,5b - 3a = 0,1
=> 1,5b - a = 0,1
Rắn không tan là Fe
=> \(n_{Fe}=2a=\dfrac{13,6}{56}=\dfrac{17}{70}\left(mol\right)\)
=> \(a=\dfrac{17}{140}\left(mol\right)\) => \(b=\dfrac{31}{210}\left(mol\right)\)
Xét \(n_{Al\left(dư\right)}=b-2a=\dfrac{-2}{21}\) (vô lí)
TH2: Fe2O3 dư
PTHH: Fe2O3 + 2Al --to--> Al2O3 + 2Fe
0,5b<---b--------->0,5b---->b
=> B gồm \(\left\{{}\begin{matrix}Al_2O_3:0,5b\left(mol\right)\\Fe:b\left(mol\right)\\Fe_2O_3:a-0,5b\left(mol\right)\end{matrix}\right.\)
PTHH: Fe + H2SO4 --> FeSO4 + H2
b------------------------>b
=> b = 0,1
Rắn không tan gồm Fe và Fe2O3
=> \(56b+160\left(a-0,5b\right)=13,6\)
=> a = 0,1
A gồm \(\left\{{}\begin{matrix}Fe_2O_3:m_{Fe_2O_3}=0,1.160=16\left(g\right)\\Al:m_{Al}=0,1.27=2,7\left(g\right)\end{matrix}\right.\)
B gồm \(\left\{{}\begin{matrix}Al_2O_3:m_{Al_2O_3}=0,05.102=5,1\left(g\right)\\Fe:m_{Fe}=0,1.56=5,6\left(g\right)\\Fe_2O_3:m_{Fe_2O_3}=0,05.160=8\left(g\right)\end{matrix}\right.\)
b)
Rắn không tan gồm \(\left\{{}\begin{matrix}Fe:0,1\left(mol\right)\\Fe_2O_3:0,05\left(mol\right)\end{matrix}\right.\)
PTHH: Fe + 2HCl --> FeCl2 + H2
0,1-->0,2
Fe2O3 + 6HCl --> 2FeCl3 + 3H2O
0,05---->0,3
=> nHCl = 0,2 + 0,3 = 0,5 (mol)
=> \(V_{ddHCl}=\dfrac{0,5}{0,5}=1\left(l\right)\)
Câu 2:
\(n_{H_2}=\dfrac{2,016}{22,4}=0,09\left(mol\right)\)
\(n_{Al\left(OH\right)_3}=\dfrac{7,8}{78}=0,1\left(mol\right)\)
Gọi số mol Al2O3 là x (mol)
PTHH: 2Al + 2NaOH + 2H2O --> 2NaAlO2 + 3H2
0,06<---------------------0,06<--------0,09
Al2O3 + 2NaOH --> 2NaAlO2 + H2O
x------------------>2x
2NaAlO2 + CO2 + 3H2O --> Na2CO3 + 2Al(OH)3
0,1<-------------------------------------0,1
=> 0,06 + 2x = 0,1
=> x = 0,02 (mol)
PTHH: 8Al + 3Fe3O4 --to--> 4Al2O3 + 9Fe
Có \(\dfrac{n_{Al_2O_3}}{n_{Fe}}=\dfrac{4}{9}\)
=> nFe = 0,045 (mol)
mY = mX = 11,98 (g)
=> \(m_{Al_2O_3}+m_{Al\left(Y\right)}+m_{Fe}+m_{Fe_3O_4\left(Y\right)}=11,98\)
=> \(m_{Fe_3O_4\left(Y\right)}=5,8\left(g\right)\)
=> \(n_{Fe_3O_4\left(Y\right)}=\dfrac{5,8}{232}=0,025\left(mol\right)\)
Bảo toàn Fe: \(n_{Fe_3O_4\left(bđ\right)}=0,04\left(mol\right)\)
Bảo toàn Al: nAl(bđ) = 0,1 (mol)
PTHH: 8Al + 3Fe3O4 --to--> 4Al2O3 + 9Fe
Xét tỉ lệ: \(\dfrac{0,1}{8}< \dfrac{0,04}{3}\) => Hiệu suất tính theo Al
PTHH: 8Al + 3Fe3O4 --to--> 4Al2O3 + 9Fe
0,04<------------------0,02
=> \(H\%=\dfrac{0,04}{0,1}.100\%=40\%\)
