Tel: 024.7300.7989 - Phone: 1800.6947 (Thời gian hỗ trợ từ 7h đến 22h)

Thi thử toàn quốc cuối HK1 lớp 10, 11, 12 tất cả các môn - Trạm số 1 - Ngày 20-21/12/2025 Xem chi tiết
Giỏ hàng của tôi
Trang chủ
Luyện thi vào lớp 10 môn hóa

Tiến hành phản ứng nhiệt nhôm với sắt(III) oxit trong điều kiện không có không khí, thu được

Câu hỏi số 266185:
Vận dụng

Tiến hành phản ứng nhiệt nhôm với sắt(III) oxit trong điều kiện không có không khí, thu được hỗn hợp A. Chia hỗn hợp A ( đã trộn đều) thành hai phần. Phần thứ nhất có khối lượng ít hơn phần thứ hai là 26,8 gam. Cho phần thứ nhất tác dụng với lượng dư dung dịch NaOH thấy có 3,36 lít khí H2 bay ra. Hòa tan phần thứ hai bằng lượng dư dung dịch HCl thấy có 16,8 lít H2 bay ra. Biết các phản ứng xảy ra với hiệu suất 100%, các thể tích khí đo ở điều kiện tiêu chuẩn. Tính khối lượng Fe có trong hỗn hợp A.

Quảng cáo

Xem lời giải
Câu hỏi:266185
Phương pháp giải

Tóm tắt sơ đồ bài toán:

\(\left\{ \begin{gathered}
Al \hfill \\
F{e_2}{O_3} \hfill \\
\end{gathered} \right.\xrightarrow{{{t^0}}}\left\{ \begin{gathered}
A{l_2}{O_3} \hfill \\
Fe \hfill \\
Al\,du \hfill \\
\end{gathered} \right.\left\langle \begin{gathered}
\xrightarrow{{{P_1}: + NaOH\,du}}3,36\,lit\,{H_2}:0,15\,(mol) \hfill \\
\xrightarrow[{{P_2} = {P_1} + 26,8}]{{ + HCl\,du}}16,8\,lit\,{H_2}:0,75\,(mol) \hfill \\
\end{gathered} \right.\)

 

 

- Viết phương trình hóa học các phản ứng xảy ra

2Al + Fe2O3  \(\xrightarrow{{{t^0}}}\) Al2O3 + 2Fe (1)

Các phản ứng xảy ra hoàn toàn, hỗn hợp sau phản ứng chia làm 2 phần, phần 1 + NaOH thấy có khí H2 thoát ra => hỗn hợp sau phản ứng có Al2O3, Fe và Al dư

Phần 1:

Al + NaOH + H2O → NaAlO2 + H2↑  (2)

=> nAl dư = 0,1 (mol)

Phần 2:

Al2O3 + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2O   (3)

2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2↑        (4)

Fe + 2HCl → FeCl2 + H2↑               (5)

Gọi số mol của Al2O3 trong phần 1 là x (mol)

Từ PTHH (1) => nFe= 2nAl2O3 = 2x (mol)

Giả sử số mol của hỗn hợp A trong phần 1 gấp k lần số mol của mỗi chất trong phần 2

Khi đó trong phần 2:

\(\left\{ \begin{gathered}
A{l_2}{O_3}:kx\,\,\,\,(mol) \hfill \\
Fe:\,\,\,\,\,\,\,\,2kx\,\,(mol) \hfill \\
Al:\,0,1k\,(mol) \hfill \\
\end{gathered} \right.\)

\(\left\{ \begin{gathered}
\sum {{n_{{H_2}({P_2})}} = 0,15k + 2kx = 0,75} \hfill \\
\xrightarrow[{}]{{{P_2} = {P_1} + 26,8}}102kx + 112kx + 2,7k = 26,8 + 102x + 112x + 2,7 \hfill \\
\end{gathered} \right. = > \left\{ \begin{gathered}
k = \frac{{0,75}}{{0,15 + 2x}}\,\,\,\,(*) \hfill \\
214kx - 214x + 2,7k = 29,5\,\,(**) \hfill \\
\end{gathered} \right.\)

 Thế (*) vào (**) => x =? => k =?

Từ đó tính được khối lượng của Fe trong hỗn hợp A

Giải chi tiết

\(\left\{ \begin{gathered}
Al \hfill \\
F{e_2}{O_3} \hfill \\
\end{gathered} \right.\xrightarrow{{{t^0}}}\left\{ \begin{gathered}
A{l_2}{O_3} \hfill \\
Fe \hfill \\
Al\,du \hfill \\
\end{gathered} \right.\left\langle \begin{gathered}
\xrightarrow{{{P_1}: + NaOH\,du}}3,36\,lit\,{H_2}:0,15\,(mol) \hfill \\
\xrightarrow[{{P_2} = {P_1} + 26,8}]{{ + HCl\,du}}16,8\,lit\,{H_2}:0,75\,(mol) \hfill \\
\end{gathered} \right.\)

2Al + Fe2O3  \(\xrightarrow{{{t^0}}}\) Al2O3 + 2Fe (1)

Các phản ứng xảy ra hoàn toàn, hỗn hợp sau phản ứng chia làm 2 phần, phần 1 + NaOH thấy có khí H2 thoát ra => hỗn hợp sau phản ứng có Al2O3, Fe và Al dư

Al + NaOH + H2O → NaAlO2 + H2↑  (2)

0,1                                        ←   0,15    (mol)

=> nAl dư = 0,1 (mol)

Gọi số mol của Al2O3 trong phần 1 là x (mol)

Từ PTHH (1) => nFe= 2nAl2O3 = 2x (mol)

Giả sử số mol của hỗn hợp A trong phần 1 gấp k lần số mol của mỗi chất trong phần 2

Khi đó trong phần 2: 

\(\left\{ \begin{gathered}
A{l_2}{O_3}:kx\,\,\,\,(mol) \hfill \\
Fe:\,\,\,\,\,\,\,\,2kx\,\,(mol) \hfill \\
Al:\,0,1k\,(mol) \hfill \\
\end{gathered} \right.\)

Al2O3 + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2O   (3)

2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2↑        (4)

0,1k                            → 0,15k       (mol)

Fe + 2HCl → FeCl2 + H2↑               (5)

2kx                        → 2kx             (mol)

Ta có:

\(\left\{ \begin{gathered}
\sum {{n_{{H_2}({P_2})}} = 0,15k + 2kx = 0,75} \hfill \\
\xrightarrow[{}]{{{P_2} = {P_1} + 26,8}}102kx + 112kx + 2,7k = 26,8 + 102x + 112x + 2,7 \hfill \\
\end{gathered} \right. = > \left\{ \begin{gathered}
k = \frac{{0,75}}{{0,15 + 2x}}\,\,\,\,(*) \hfill \\
214kx - 214x + 2,7k = 29,5\,\,(**) \hfill \\
\end{gathered} \right.\) 

Thế (*) vào (**) ta có:

\(\begin{gathered}
\,\,\,\,\,\,214x.\frac{{0,75}}{{0,15 + 2x}} - 214x + 2,7.\frac{{0,75}}{{0,15 + 2x}} = 29,5 \hfill \\
= > 160,5x - 32,1x - 428{x^2} + 2,025 = 4,425 + 59x = 0\, \hfill \\
= > - 428{x^2} + 69,4x - 2,4 = 0 \hfill \\
= > \left[ \begin{gathered}
x = \frac{{12}}{{107}}(mol) \hfill \\
x = 0,05\,(mol) \hfill \\
\end{gathered} \right. \hfill \\
\end{gathered} \)

\(\begin{gathered}
T{H_1}:\,x = \frac{{12}}{{107}}\xrightarrow{{(*)}}k = \frac{{535}}{{267}} = > {m_{Fe(trong\,A)}} = (\frac{{12}}{{107}} + \frac{{20}}{{89}}).112 = 37,73(g) \hfill \\
T{H_2}:x = 0,05\xrightarrow{{(*)}}k = 3 = > {m_{Fe(trong\,A)}} = (0,05 + 3.0,05).112 = 22,4\,(g) \hfill \\
\end{gathered} \)

 

PH/HS 2K10 THAM GIA NHÓM ĐỂ CẬP NHẬT ĐIỂM THI, ĐIỂM CHUẨN MIỄN PHÍ!

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> Học trực tuyến lớp 9 và Lộ trình UP10 trên Tuyensinh247.com Đầy đủ khoá học các bộ sách: Kết nối tri thức với cuộc sống; Chân trời sáng tạo; Cánh diều. Lộ trình học tập 3 giai đoạn: Học nền tảng lớp 9, Ôn thi vào lớp 10, Luyện Đề. Bứt phá điểm lớp 9, thi vào lớp 10 kết quả cao. Hoàn trả học phí nếu học không hiệu quả. PH/HS tham khảo chi tiết khoá học tại: Link

Hỗ trợ - Hướng dẫn

  • 024.7300.7989
  • 1800.6947 free

(Thời gian hỗ trợ từ 7h đến 22h)
Email: lienhe@tuyensinh247.com

Đăng ký nhận tư vấn