Dạng 5 : Bài tập về phản ứng nhiệt nhôm

Nội dung lý thuyết

Các phiên bản khác

PHẢN ỨNG NHIỆT NHÔM

1. Cơ chế của phản ứng nhiệt nhôm

- Phản ứng nhiệt nhôm: Al + oxit kim loại → oxit nhôm + kim loại 
- Thường gặp: 
         + 2Al + Fe2O3  → Al2O3 + 2Fe 
         + 2yAl + 3FexOy  
 Al2O3 + 3xFe 
- Nếu phản ứng xảy ra hoàn toàn, tùy theo tính chất của hỗn hợp Y tạo thành để biện luận. Ví dụ: 
         + Hỗn hợp Y chứa 2 kim loại → Al dư ; oxit kim loại hết 
         + Hỗn hợp Y tác dụng với dung dịch bazơ kiềm (NaOH,…) giải phóng H2 → có Al dư 
         + Hỗn hợp Y tác dụng với dung dịch axit có khí bay ra thì có khả năng hỗn hợp Y chứa (Al2O3 + Fe) hoặc (Al2O3 + Fe + Al dư) hoặc (Al2O3 + Fe +             oxit kim loại dư) 
- Nếu phản ứng xảy ra không hoàn toàn, hỗn hợp Y gồm Al2O3, Fe, Al dư và Fe2O3 dư 

2. Phương pháp giải

         + Định luật bảo toàn khối lượng
         + Định luật bảo toàn nguyên tố

3.Ví dụ

Bài 1: Nung nóng m gam hỗn hợp gồm Al và Fe3O4 trong điều kiện không có không khí. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được hỗn hợp rắn X. Cho X tác dụng với dung dịch NaOH (dư) thu được dung dịch Y, chất rắn Z và 3,36 lít khí H2 (ở đktc). Sục khí CO2 (dư) vào dung dịch Y, thu được 39 gam kết tủa. Giá trị của m là: 
A. 45,6 gam                   B. 57,0 gam                      C. 48,3 gam                                     D. 36,7 gam

Lời giải

nH2 = 0,15 mol ; nAl(OH)3 = 0,5 mol 
- Từ đề suy ra thành phần hỗn hợp rắn X gồm: Fe, Al2O3 (x mol) và Al dư (y mol) 
- Các phản ứng xảy ra là: 
2Al + 2NaOH + 6H2O → 2Na[Al(OH)4] + 3H2 
Al2O+ 2NaOH + 3H2O → 2Na[Al(OH)4
CO+ Na[Al(OH)4] → Al(OH)3 + NaHCO3 
- nH2 = 0,15 mol → y = 0,1 mol 
- Theo đlbt nguyên tố đối với Al: 2x + y = 0,5 → x = 0,2 mol 
- Theo đlbt nguyên tố đối với O: nO(FeO) = nO(AlO) → nFe3O4 = mol 
- Theo đlbt nguyên tố đối với Fe: nFe = 3nF3O4 = 3.0,15 = 0,45 mol 
- Theo đlbt khối lượng: m = 0,45.56 + 0,2.102 + 0,1.27 = 48,3 gam → đáp án C

 

Bài 2: Nung nóng m gam hỗn hợp Al và Fe2O3 (trong điều kiện không có không khí) đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn , thu được hỗn hợp rắn Y. Chia Y thành hai phần bằng nhau: 
• Phần 1: tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng (dư) sinh ra 3,08 lít khí H2 (ở đktc) 
• Phần 2: tác dụng với dung dịch NaOH (dư) sinh ra 0,84 lít khí H2 (ở đktc) Giá trị của m là: 
A. 22,75 gam                B. 21,40 gam                            C. 29,40 gam                  D. 29,43 gam

Lời giải

nH2(1) = 0,1375 mol ; nH2(2) = 0,0375 mol 
- Hỗn hợp rắn Y tác dụng với NaOH giải phóng H→ Al dư và vì phản ứng xảy ra hoàn toàn nên thành phần hỗn hợp rắn Y gồm: Al2O3, Fe và Al dư 
- Gọi nFe = x mol ; nAl dư = y mol có trong 1/2 hỗn hợp Y 
- Từ đề ta có hệ phương trình: 
- Theo đlbt nguyên tố đối với O và Fe: nAl2O3 = nFe2O3 = = 0,05 mol 
- Theo đlbt khối lượng: m = (0,05.102 + 0,1.56 + 0,025.27).2 = 22,75 gam → đáp án A