1. Cho biết A, B, C là các hợp chất vô cơ của natri. Cho dung dịch A lần lượt tác dụng với dung

Câu hỏi số 266571:

Vận dụng cao

1. Cho biết A, B, C là các hợp chất vô cơ của natri. Cho dung dịch A lần lượt tác dụng với dung dịch B, C thu được các chất khí tương ứng X, Y. Biết X, Y đều tác dụng được với dung dịch kiềm, d_X/Y = 16/11. Xác định các chất A, B, C, X và Y. Viết phương trình hóa học minh họa cho các phản ứng.

2. Nung nóng m gam hỗn hợp X gồm Al và Fe_xO_y trong điều kiện không có không khí theo phản ứng:

3Fe_xO_y + 2Al \(\xrightarrow{{{t^0}}}\) 3xFe + yAl₂O₃, sau phản ứng thu được hỗn hợp Y. Chia hỗn hợp Y thành hai phần:

- Cho phần 1 tác dụng với dung dịch NaOH dư thu được 1,008 lít H₂ và còn lại 5,04 gam chất rắn không tan.

- Phần 2 có khối lượng 14,895 gam, cho phần 2 vào dung dịch HCl dư thu được 4,536 lít H₂.

Cho các phản ứng xảy ra hoàn toàn và các khí đo ở điều kiện tiêu chuẩn.

(a) Tìm giá trị của m.

(b) Xác định công thức hóa học của Fe_xO_y.

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:266571

Phương pháp giải

1. Khí X, Y là SO₂ và CO₂

Từ đó suy ra các chất còn lại

2. Viết phương trình hóa học xảy ra, tính toán theo phương trình hóa học.

Tỉ lệ các chất trong mỗi phần là như nhau

Phần 1: tính được tỉ lệ n_{Al dư} : n_Fe => đây cũng là tỉ lệ dư trong phần 2

Phần 2: tính được tỉ lệ n_{Al dư} : n_Al2O3 => đây cũng chính là tỉ lệ dư trong phần 1

Từ đó tính được tổng khối lượng Al₂O₃, Fe, Al_dư trong hai phần.

=> m = m_Al2O3 + m_Fe + m_{Al dư}

Xác định công thức Fe_xO_y => x : y = n_Fe : n_O với n_O = 3n_Al2O3

Giải chi tiết

A, B, C đều là các hợp chất vô cơ của natri.

dd A + dd B → khí X

dd A + dd C → khí Y

=> A,B, C đều phải là các chất tan được trong nước (tính tan vật lí)

=> A phải có tính axit thì mới tác dụng được với dd B, C để giải phóng ra khí

X, Y đều tác dụng được với dd kiềm => X, Y đều là oxit axit

=> \(\frac{{{M_X}}}{{{M_Y}}} = \frac{{16}}{{11}}\) X là SO₂ còn Y là CO₂ vì \(\frac{{{M_{SO2}}}}{{{M_{CO2}}}} = \frac{{64}}{{44}} = \frac{{16}}{{11}}\)

=> A là NaHSO₄

B là Na₂SO₃ hoặc NaHSO₃

C là Na₂CO₃ hoặc NaHCO₃

2NaHSO₄ + Na₂SO₃ → 2Na₂SO₄ + SO₂↑ + H₂O

NaHSO₄ + NaHSO₃ → Na₂SO₄ + SO₂↑ + H₂O

2NaHSO₄ + Na₂CO₃ → 2Na₂SO₄ + CO₂↑ + H₂O

NaHSO₄ + NaHCO₃ → Na₂SO₄ + CO₂↑ + H₂O

SO₂, CO₂ đều tác dụng được với dung dịch kiềm

Ví dụ:

SO₂ + 2NaOH → Na₂SO₃ +H₂O

CO₂ + 2NaOH → Na₂CO₃ + H₂O

3Fe_xO_y + 2yAl \(\xrightarrow{{{t^0}}}\) 3xFe + y Al₂O₃

Hỗn hợp rắn Y sau phản ứng chia làm 2 phần bằng nhau, phần 1 tác dụng được với NaOH dư giải phóng khí => có Al dư sau phản ứng.

Các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Vậy hỗn hợp Y gồm: Fe, Al₂O₃, Al dư

Phần 1: n_H2 = 1,008/ 22,4 = 0,045 (mol)

2Al + 2NaOH + 2H₂O → 2NaAlO₂ + 3H₂↑

0,03 ← 0,045 (mol)

Al₂O₃ + 2NaOH → 2NaAlO₂ + H₂O

=> m_Al dư = 0,03. 27 = 0,81 (mol)

Khối lượng chất rắn còn lại chính là khối lượng của sắt: m_Fe = 5,04 (g) => n_Fe = 0,09 (mol)

Tỉ lệ \(\frac{{{n_{Fe}}}}{{{n_{Al\,du}}}} = \frac{{0,09}}{{0,03}} = 3\) => tỉ lệ này cũng tương ứng trong phần 2

Phần 2: \({n_{{H_2}}} = \frac{{4,536}}{{22,4}} = 0,2025\,(mol)\)

Gọi số mol Al là x => n_Fe = 3x (mol)

Al₂O₃ + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂O

2Al + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂↑

x → 1,5x (mol)

Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂↑

3x → 3x (mol)

Ta có: ∑ n_H2= 1,5x + 3x = 0,2025 => x = 0,045 (mol)

BTKL => m_Al2O3 = 14,895 – m_Al - m_Fe = 14,895 – 0,045.27 – 3. 0,045.56 = 6,12 (g)

=> n_Al2O3 = 6,12 : 102 = 0,06 (mol)

Tỉ lệ \(\frac{{{n_{A{l_2}{O_3}}}}}{{{n_{Al\,du}}}} = \frac{{0,06}}{{0,045}} = \frac{4}{3}\) => đây cũng là tỉ lệ trong phần 1

=> trong phần 1 có chứa số mol Al₂O₃ = \(\frac{4}{3}nAl\,du\, = \frac{4}{3}.0,03\, = 0,04\,(mol)\)

Vây trong hỗn hợp Y có chứa:

∑ n_Al dư = 0,03 + 0,045 = 0,075 (mol)

∑ n_Fe = 0,09 + 3.0,045 = 0,225 (mol)

∑ n_Al2O3 = 0,04 + 0,06 = 0,1 (mol)

Bảo toàn khối lượng :

=> m_X = m_Y = m_{Al dư} + m_Fe + m_Al2O3 = 0,075.27 + 0,225.56 + 0,1.102 = 24,825 (g)

a) vậy m = 24,825 (g)

b) n_{O(trong oxit)} = 3n_Al2O3 = 3. 0,1 = 0,3 (mol)

\(\frac{x}{y} = \frac{{{n_{Fe}}}}{{{n_O}}} = \frac{{0,225}}{{0,3}} = \frac{3}{4}\)

Vậy công thức hóa học của oxit sắt là Fe₃O₄

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