Hỗn hợp E gồm kim loại Al và oxit FexOy. Nung m gam E trong điều kiện không có không khí,

Hỗn hợp E gồm kim loại Al và oxit Fe_xO_y. Nung m gam E trong điều kiện không có không khí, giả sử chỉ xảy ra phản ứng: 2yAl + 3Fe_xO_y → yAl₂O₃ + 3xFe. Sau phản ứng thu được hỗn hợp chất rắn F. Chia F thành hai phần:

Phần 1: Cho tác dụng với dung dịch NaOH (lấy dư), sau phản ứng thu được 3,024 lít khí H₂ và 3,36 gam chất rắn không tan.

Phần 2: (có khối lượng bằng 2,95 gam) cho tác dụng với H₂SO₄ (đặc, nóng), sau phản ứng chỉ thu được 1,568 lít khí SO₂ và dung dịch chứa 12,07 gam hỗn hợp ba muối sunfat. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn và thể tích các khí đo ở đktc.

Trả lời cho các câu 1, 2 dưới đây:

Câu hỏi số 1:

Vận dụng cao

Tính m.

Xem lời giải

Câu hỏi:394661

Phương pháp giải

Vì phần 1 phản ứng với NaOH tạo khí H₂ nên rắn F có Al => phản ứng dư Al Từ dữ kiện của phần 1, tính toán ra được tỉ lệ n_Al: n_Fe. Đây cũng chính là tỉ lệ tương ứng trong phần 2 Phần 2: Từ tỉ lệ n_Al: n_Fe ở phần 1, lập số mol các chất gấp k lần phần 1; đặt số mol Al₂O₃ = a (mol) Y + H₂SO₄ đặc nóng thu được 3 muối => 3 muối là Al₂(SO₄)₃; FeSO₄; Fe₂(SO₄)₃ Các PTHH xảy ra và tính toán theo PTHH Al₂O₃ + 3H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 3H₂O 2Al + 6H₂SO₄ _đặc \(\xrightarrow{{{t^o}}}\)Al₂(SO₄)₃ + 6H₂O + 3SO₂ 2Fe + 6H₂SO_4đặc \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) Fe₂(SO₄)₃ + 6H₂O + 3SO₂ Fe + Fe₂(SO₄)₃ → 3FeSO₄ Tính toán dựa theo PTHH và sử dụng bảo toàn nguyên tố Fe

Giải chi tiết

Tính m.

Vì phần 1 phản ứng với NaOH tạo khí H₂ nên rắn F có Al => phản ứng dư Al

PTHH : 2yAl + 3Fe_xO_y → yAl₂O₃ + 3xFe

Vì phản ứng xảy ra hoàn toàn mà Al còn dư sau phản ứng nên Fe_xO_y pư hết

→ rắn F thu được có Al, Fe và Al₂O₃.

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

2NaOH + Al₂O₃ → 2NaAlO₂ + H₂O

=> rắn không tan là Fe

n_H2 = 0,135 mol = \(\frac{3}{2}\)n_Al => n_Al = 0,09 mol

m_rắn = m_Fe =3,36 => n_Fe = 0,06 mol

Phần 2: Tỉ lệ các chất trong phần 2 tương ứng với tỉ lệ các chất trong phần 1.

Đặt n_Al = 0,09k mol; n_Fe = 0,06k mol và n_Al2O3 = a mol

m_{phần 2}= 27.0,09k + 56.0,06k + 102a = 2,95 (1)

Y + H₂SO₄ đặc nóng thu được 3 muối => 3 muối là Al₂(SO₄)₃; FeSO₄; Fe₂(SO₄)₃

Đổi n_SO2 = 0,07 mol

Al₂O₃ + 3H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 3H₂O

2Al + 6H₂SO₄ _đặc Al₂(SO₄)₃ + 6H₂O + 3SO₂

0,09k mol →0,135k mol

2Fe + 6H₂SO_4đặc \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) Fe₂(SO₄)₃ + 6H₂O + 3SO₂

2.\(\frac{{0,07 - 0,135k}}{3}\)mol \(\frac{{0,07 - 0,135k}}{3}\)← (0,07 – 0,135k) (mol)

Fe + Fe₂(SO₄)₃ → 3FeSO₄

b → b 3b mol

Sau phản ứng muối thu được gồm:

n_Al2(SO4)3 = n_Al2O3 + \(\frac{1}{2}\)n_Al = a + \(\frac{1}{2}\).0,09k = a + 0,045k (mol)

n_FeSO4 = 3b (mol)

n_Fe2(SO4)3 = \(\frac{{0,07 - 0,135k}}{3}\) - b (mol)

=> m_muối = 342.(a+0,045k) + 3b.152 + 400.(\(\frac{{0,07 - 0,135k}}{3}\) - b) = 12,07 (g)

=> 342a + 56b -2,61k = 2,7367 (2)

Bảo toàn Fe có n_Fe = 2n_Fe2(SO4)3 + n_FeSO4 => 0,06k = 2.(\(\frac{{0,07 - 0,135k}}{3}\) - b) + 3b (3)

Giải: (1)(2)(3) có k = \(\frac{1}{3}\), a = 0,01 mol và b = \(\frac{1}{{300}}\)(mol)

Vì k = \(\frac{1}{3}\)nên m_{phần 2} = \(\frac{1}{3}\)m_phần1=> m_{phần 1} = 2,95 : \(\frac{1}{3}\)=8,85 gam

=> m = m_{2 phần} = m_{phần 1} + m_{phần 2} = 8,85 + 2,95 =11,8 gam

Câu hỏi số 2:

Vận dụng cao

Xác định công thức phân tử của oxit Fe_xO_y.

Xem lời giải

Câu hỏi:394662

Phương pháp giải

Xác định công thức phân tử của oxit Fe_xO_y. Từ câu a => số mol từng chất trong Fe Bảo toàn O có n_{O(oxit sắt)} = n_O(Al2O3) = 3n_Al2O3 Bảo toàn Fe có n_Fe(oxit) = n_Fe Xét Fe_xO_y có x : y = n_{Fe(oxit sắt)} : n_{O(oxit sắt)} => x và y

Giải chi tiết

Xác định công thức phân tử của oxit Fe_xO_y.

Xét phần 2 có n_Al =0,09k = 0,03 mol; n_Fe = 0,06k =0,02 mol và n_Al2O3 = a mol = 0,01 mol

=> rắn F có n_Al = 0,03 + 0,03: k = 0,12 mol

n_Fe = 0,02 + 0,02:k = 0,08 mol

n_Al2O3 = a + a : k = 0,01 + 0,01:k = 0,04 mol

Xét phản ứng 2yAl + 3Fe_xO_y → yAl₂O₃ + 3xFe

Bảo toàn O có n_{O(oxit sắt)} = n_O(Al2O3) = 3n_Al2O3 = 3.0,04 = 0,12 mol

Bảo toàn Fe có n_Fe(oxit) = n_Fe = 0,08 mol

Xét Fe_xO_y có x : y = n_{Fe(oxit sắt)} : n_{O(oxit sắt)} = 0,08 : 0,12 = 2 :3

=> x = 2 và y = 3

Vậy oxit là Fe₂O₃

Quảng cáo

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