Câu 10: Tiến hành phản ứng nhiệt nhôm hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm bột Al và trong điều kiện không có không khí thu được hỗn hợp Y. Nghiền nhỏ, trộn đều hỗn hợp Y rồi chia thành 2 phần:
Phần 1 có khối lượng 7,245 gam được hòa tan hết trong dung dịch H2SO4 98% đun nóng thu được dung dịch Z và 0,12375 mol SO2 (sản phẩm khử duy nhất).
Phần 2 đem tác dụng với dung dịch NaOH dư đun nóng thu được 0,0075 mol khí và còn lại 1,26 gam chất rắn. Công thức của oxit sắt và giá trị của m?
PTHH: \(2yAl+3Fe_xO_y\rightarrow yAl_2O_3+3xFe\)
=> \(\dfrac{n_{Al_2O_3}}{n_{Fe}}=\dfrac{y}{3x}\)
- Phần 1: Gọi \(\left(n_{Al};n_{Fe};n_{Al_2O_3}\right)=\left(a;b;c\right)\)
=> 27a + 56b + 102c = 7,245 (1)
PTHH: \(2Al+6H_2SO_{4\left(đ,n\right)}\rightarrow Al_2\left(SO_4\right)_3+3SO_2+6H_2O\)
a------------------------------------>1,5a
\(2Fe+6H_2SO_{4\left(đ,n\right)}\rightarrow Fe_2\left(SO_4\right)_3+3SO_2+6H_2O\)
b--------------------------------------->1,5b
=> 1,5a + 1,5b = 0,12375
=> a + b = 0,0825 (2)
- Phần 2: Gọi \(\left(n_{Al};n_{Fe};n_{Al_2O_3}\right)=\left(ak;bk;ck\right)\)
Chất rắn không tan là Fe
\(bk=\dfrac{1,26}{56}=0,0225\left(mol\right)\)
PTHH: \(2Al+2NaOH+2H_2O\rightarrow2NaAlO_2+3H_2\)
0,005<------------------------------------0,0075
=> ak = 0,005
=> a = \(\dfrac{2}{9}\)b (3)
(1)(2)(3) => a = 0,015 (mol); b = 0,0675 (mol); c = 0,03 (mol); k = \(\dfrac{1}{3}\)
Ta có: \(\dfrac{y}{3x}=\dfrac{0,03}{0,0675}\Rightarrow\dfrac{x}{y}=\dfrac{3}{4}\) => Fe3O4
\(m=\left(1+\dfrac{1}{3}\right)\left(0,015.27+0,0675.56+0,03.102\right)=\) 9,66 (g)
