Cho hỗn hợp A gồm Al và FexOy . Nung m gam A trong điều kiện không có không khí đến khi phản ứng

Câu hỏi số 386256:

Vận dụng cao

Cho hỗn hợp A gồm Al và Fe_xO_y . Nung m gam A trong điều kiện không có không khí đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được hỗn hợp B. Nghiền nhỏ, trộn đều rồi chia B thành 2 phần bằng nhau:

- Phần 1: Cho tác dụng hoàn toàn với dung dịch NaOH dư, thấy có khí thoát ra đồng thời khối lượng chất rắn giảm 4,62 gam so với trước phản ứng.

Phần 2: Cho tác dụng hoàn toàn với dung dịch H₂SO₄ đặc, nóng, dư thấy thoát ra 3,696 lít khí SO₂( sản phẩm khử duy nhất ở đktc). Mặt khác, nếu trộn thêm 4,0 gam hỗn hợp D gồm MgO, CuO, Fe₂O₃ ( biết O chiếm 28% về khối lượng trong D) vào phần 2 rồi tiếp tục thực hiện phản ứng nhiệt nhôm ( trong điều kiện không có không khí), sau một thời gian thu được hỗn hợp rắn E. Cho toàn bộ E phản ứng hết với dung dịch H₂SO₄ đặc, nóng dư thì thấy có 0,52 mol H₂SO₄ đã phản ứng.

Viết các phương trình hóa học xảy ra, tìm giá trị của m và công thức hóa học của Fe_xO_y trong A

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:386256

Phương pháp giải

Trong mỗi phần đặt n_Fe = a mol ; n_Al = b mol và n_Al2O3 = c mol

Xét Phần 1 + NaOH : m_{rắn giảm} = m_Al + m_Al2O3 (1)

Phần 2 có n_SO2 theo a và b, c (2)

Khi E + H₂SO₄ thì lượng H₂SO₄ cũng tương tự cho hỗn hợp P₂ + rắn D tác dụng với H₂SO₄

=> Ta coi như P₂ + D tác dụng với H₂SO₄:

D + H₂SO₄ : MgO + H₂SO₄ → MgSO₄ +H₂O

Fe₂O₃ + H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + 3H₂O

CuO + H₂SO₄ → CuSO₄ + H₂O

Ta có n_O(D) = \(4.\frac{{28\% }}{{100\% }}:16 = 0,07\)mol => n_{H2SO4 ( phản ứn với D)} = n_O = 0,07 mol

n_{H2SO4 (phản ứng với E)} = n_{H2SO4(phản ứng với P2)} + n_{H2SO4(phản ứng với D)} (3)

Từ (1)(2)(3) có a ; b; c => m_A

x : y = n_Fe : n_O => CTHH của oxit

Giải chi tiết

PTHH: 2yAl + 3Fe_xO_y \(\xrightarrow{{{t^o}}}\)3xFe + yAl₂O₃

Vì phần 1 + NaOH tạo khí nên B có Al dư => B có Al, Al₂O₃ và Fe

Phần 1: 2NaOH + 2Al + 2H₂O → 2NaAlO₂ + 3H₂

2NaOH + Al₂O₃ → 2NaAlO₂ + H₂O

Phần 2: 2Fe + 6H₂SO_{4 đặc} \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) Fe₂(SO₄)₃ + 6H₂O + 3SO₂

2Al + 6H₂SO_{4 đặc} \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) Al₂(SO₄)₃ + 6H₂O + 3SO₂

Al₂O₃ + 3H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 3H₂O

Khi trộn thêm D vào phần 2 thì : 3CuO + 2Al \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) Al₂O₃ + 3Cu

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

E có Fe, Cu, Al₂O₃, Al, MgO, Fe₂O₃, CuO

2Fe + 6H₂SO_{4 đặc} \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) Fe₂(SO₄)₃ + 6H₂O + 3SO₂

2Al + 6H₂SO_{4 đặc} \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) Al₂(SO₄)₃ + 6H₂O + 3SO₂

Al₂O₃ + 3H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 3H₂O

Cu + 2H₂SO₄ \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) CuSO₄ + H₂O + SO₂

MgO + H₂SO₄ → MgSO₄ +H₂O

Fe₂O₃ + H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + 3H₂O

CuO + H₂SO₄ → CuSO₄ + H₂O

Trong mỗi phần đặt n_Fe = a mol ; n_Al = b mol và n_Al2O3 = c mol

Xét Phần 1 + NaOH : m_{rắn giảm} = m_Al + m_Al2O3 = 27b + 102c = 4,62 gam (1)

Phần 2 có n_SO2 = 0,165 mol = \(\frac{3}{2}\)( a + b) (2)

Khi E + H₂SO₄ thì lượng H₂SO₄ cũng tương tự cho hỗn hợp P₂ + rắn D tác dụng với H₂SO₄

=> Ta coi như P₂ + D tác dụng với H₂SO₄:

D + H₂SO₄ : MgO + H₂SO₄ → MgSO₄ +H₂O

Fe₂O₃ + H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + 3H₂O

CuO + H₂SO₄ → CuSO₄ + H₂O

Ta có n_O(D) = \(4.\frac{{28\% }}{{100\% }}:16 = 0,07\)mol => n_{H2SO4 ( phản ứn với D)} = n_O = 0,07 mol

n_{H2SO4 (phản ứng với E)} = n_{H2SO4(phản ứng với P2)} + n_{H2SO4(phản ứng với D)} => 0,52 = 3a + 3b + 3c + 0,07 (3)

Từ (1)(2)(3) có a = 0,09 mol; b = 0,02 mol; c = 0,04 mol

m_{mỗi phần} = m_Al + m_Fe + m_Al2O3 = 56a + 27b + 102z = 9,66 gam

Bảo toàn khối lượng có m_A = m_{2 phần} = 9,66.2 = 19,32 gam

Xét mỗi phần có n_Fe = 0,09 mol

n_O(A) = 3n_Al2O3 = 3c = 3.0,04 = 0,12 mol

Bảo toàn O có n_{O(oxit sắt)} = n_O(A) = 0,12 mol

=> x : y = n_Fe : n_O = 0,09 : 0,12 = 3 : 4 => 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