Chuyên mục: các bài tập hay và khó
Hỗn hợp A gồm BaO, FeO, Al2O3. Hoà tan A trong lượng nước dư được dd D và phần không tan B. Sục khí CO2 dư vào D, phản ứng tạo kết tủa. Cho khí CO dư đi qua B nung nóng được chất rắn E. Cho E tác dụng với dd NaOH dư, thấy tan một phần và còn lại chất rắn G. Hoà tan hết G trong lượng dư H2SO4 loãng rồi cho dd thu được tác dụng với dd NaOH dư, lọc kết tủa nung ngoài không khí đến khối lượng không đổi thu được chất rắn Z. Hãy xác định xem trong B, D ,E, G ,Z gồm những chất nào?
Viết các phương trình hóa học đã xẩy ra.
Hỗn hợp A: \(\left\{{}\begin{matrix}BaO\\FeO\\Al_2O_3\end{matrix}\right.\) Khi hòa tan A vào nước dư thì: \(BaO+H_2O--->Ba\left(OH\right)_2\)\(\left(1\right)\) \(Al_2O_3+Ba\left(OH\right)_2--->Ba\left(AlO_2\right)_2+H_2O\)\(\left(2\right)\) Dung dich D là: \(\left\{{}\begin{matrix}Ba\left(OH\right)_2\\Ba\left(AlO_2\right)_2\end{matrix}\right.\) Sau khi cho A vào nước dư thu được phần không tan B. Dẫn CO dư qua B nung nóng thu được chất rắn E. E tác dụng với dd NaOH dư thì thấy tan 1 phần và phần không tan chất rắn G. Chứng tỏ, \(Al_2O_3\)còn dư. Phần không tan B là \(\left\{{}\begin{matrix}FeO\\Al_2O_3\end{matrix}\right.\) Khi sục khí CO2 dư vào D thì: \(CO_2+Ba\left(OH\right)_2--->BaCO_3\downarrow+H_2O\)\((3)\) \(CO_2+H_2O+Ba\left(AlO_2\right)_2--->Al\left(OH\right)_3\downarrow+Ba\left(HCO_3\right)_2\)\((4)\) Kết tủa sau phản ứng là: \(\left\{{}\begin{matrix}BaCO_3\\Al\left(OH\right)_3\end{matrix}\right.\) Khi cho khí CO dư đi qua B nung nóng thì chỉ có FeO tác dụng: \(FeO+CO-t^o->Fe+CO_2\uparrow\)\((5)\) Chất rắn E là: \(\left\{{}\begin{matrix}Fe\\Al_2O_3\end{matrix}\right.\) Khi cho E tác dụng với NaOH dư thì chỉ có Al2O3 tác dụng: \(Al_2O_3+2NaOH--->2NaAlO_2+H_2O\)\((6)\) Chất rắn G còn lại là \(Fe\) Khi hòa tan hết lượng G trong H2SO4 loãng dư thì: \(Fe+H_2SO_4--->FeSO_4+H_2\uparrow\)\((7)\) Dung dịch thu được sau phản ứng là: \(\left\{{}\begin{matrix}FeSO_4\\H_2SO_4\left(dư\right)\end{matrix}\right.\) Khi cho dung dịch thu được tác dụng với NaOH dư thì: \(H_2SO_4+2NaOH--->Na_2SO_4+2H_2O\)\((8)\) \(2NaOH+FeSO_4--->Fe\left(OH\right)_2\downarrow+Na_2SO_4\)\((9)\) Kết tủa thu ddduwwocj là \(Fe\left(OH\right)_2\) Lọc kết tủa nung ngoài không khí đến khối lượng không đổi: \(4Fe\left(OH\right)_2+O_2-t^o->2Fe_2O_3+4H_2O\)\((10)\) Chất rắn Z là: \(Fe_2O_3\)
Trong bài toán này khá hay vì chuỗi phương trình phản ứng. Ad hướng dẫn như sau:
+) A + H2O có các phản ứng sau:
BaO + H2O -> Ba(OH)2
Ba(OH)2 + Al2O3 -> Ba(AlO2)2 + H2O
Xảy ra 2 Trường hợp:
Dung dịch D gồm: Ba(OH)2, Ba(AlO2)2 và phần không tan B là FeO hoặc dung dịch B chỉ có: Ba(AlO2)2 và phần không tan B là: FeO và Al2O3 dư.
TH1: Nếu Al2O3 phản ứng hết với Ba(OH)2 sinh ra, Ba(OH)2 dư. Phần không tan B là FeO.
+) Cho khí CO2 dư vào D ta có:
Ba(OH)2 + CO2 -> Ba(HCO3)2
Ba(AlO2)2 + 2CO2 + 4H2O -> Ba(HCO3)2 + 2 Al(OH)3
Kết tủa là: Al(OH)3.
+) Cho khí CO qua B:
CO + FeO -> Fe + CO2
Chất rắn E: Fe.
Cho E + NaOH thấy tan:
Fe + NaOH -> Không xảy ra. Do đó TH1 không xảy ra.
TH2: Nếu Al2O3 dư trong phản ứng với Ba(OH)2 sinh ra, Ba(OH)2 thiếu, nghĩa là dung dịch D chỉ có: Ba(AlO2)2. Phần không tan B gồm: FeO và Al2O3.
+) Cho khí CO2 dư vào D ta có:
Ba(AlO2)2 + 2CO2 + 4H2O -> Ba(HCO3)2 + 2 Al(OH)3
Kết tủa là: Al(OH)3.
+) Cho khí CO qua B:
CO + FeO -> Fe + CO2
CO + Al2O3 -> Không xảy ra.
Chất rắn E: Fe và Al2O3
Cho E + NaOH thấy tan:
Fe + NaOH -> Không xảy ra. Do đó TH1 không xảy ra.
Al2O3 + NaOH dư -> NaAlO2 + H2O
Chất rắn G: Fe.
+) Cho G + H2SO4 loãng:
Fe + H2SO4 loãng -> FeSO4 + H2.
+) Tác dụng với NaOH:
NaOH + FeSO4 -> Fe(OH)2 + Na2SO4.
Kết tủa là: Fe(OH)2.
+) Nung kết tủa trong không khí đến khối lượng không đổi:
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O --> 4Fe(OH)3.
2Fe(OH)3 -> Fe2O3 + 3H2O
Chất rắn Z: Fe2O3.
