Nung hỗn hợp X gồm Al và Fe3O4 ở nhiệt độ cao trong môi trường trơ (giả sử chỉ xảy ra phản

Câu hỏi số 574286:

Vận dụng

Nung hỗn hợp X gồm Al và Fe₃O₄ ở nhiệt độ cao trong môi trường trơ (giả sử chỉ xảy ra phản ứng khử oxit thành kim loại), sau một thời gian thu được chất rắn Y. Chia Y thành hai phần bằng nhau:

- Phần 1: tác dụng với dung dịch NaOH dư thu được 3,024 lít H₂ và chất rắn Z. Hòa tan hoàn toàn Z trong dung dịch H₂SO₄ đặc, nóng dư thu được 6,272 lít khí SO₂ (sản phẩm khử duy nhất của S⁺⁶).

- Phần 2: hòa tan hoàn toàn trong dung dịch HCl dư, thu được 6,72 lít khí H₂ và dung dịch chứa 64,21 gam hỗn hợp muối. Hiệu suất phản ứng nhiệt nhôm là:

A. 60%.

B. 64%.

C. 72%.

D. 75%.

Đáp án đúng là: D

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:574286

Phương pháp giải

Sơ đồ: X (Al, Fe₃O₄) ⟶ Y (Al, Fe, Al₂O₃, Fe₃O₄)

Đem Y phản ứng cũng giống như đem X phản ứng.

Tại mỗi phần, đặt n_Al = a mol; n_Fe3O4 = b mol

*Phần 2:

n_HCl = 2 n_O/oxit + 2n_H2

n_H2O = n_O/oxit

⟹ Phương trình (1) về BTKL: m_X + m_HCl = m _muối + m_H2 + m_H2O

*Phần 1:

Phương trình (2) về bảo toàn e: 3n_Al + n_Fe3O4 = 2n_SO2 + 2n_H2

Từ (1) và (2) ⟹ a, b

Ta có: n_Al = 2/3 n_H2

*Phản ứng nhiệt nhôm:

8Al + 3Fe₃O₄ ⟶ (t^o) 4Al₂O₃ + 9Fe

Xét tỉ lệ: a/8 > b/3 ⟹ Xác định chất hết ⟹ Tính hiệu suất theo chất hết

⟹ H = n _{phản ứng} / n _{ban đầu}. 100

Giải chi tiết

Sơ đồ: X (Al, Fe₃O₄) ⟶ Y (Al, Fe, Al₂O₃, Fe₃O₄)

Đem Y phản ứng cũng giống như đem X phản ứng.

Tại mỗi phần, đặt n_Al = a mol; n_Fe3O4 = b mol

*Phần 2: n_H2 = 0,3 mol

n_HCl = 2 n_O/oxit + 2n_H2 = 8b + 0,6

n_H2O = n_O/oxit= 4b

⟹ BTKL: m_X + m_HCl = m _muối + m_H2 + m_H2O

⟹ 27a + 232b + 36,5(8b + 0,6) = 64,21 + 0,3.2 + 18.4b (1)

*Phần 1: n_H2 = 0,135; n_SO2 = 0,28 mol

Bảo toàn e: 3n_Al + n_Fe3O4 = 2n_SO2 + 2n_H2

⟹ 3a + b = 0,28.2 + 0,135.2 (2)

Từ (1) và (2) ⟹ a = 0,25; b = 0,08

Ta có: n_H2 = 0,135 ⟹ n_Al = 2/3 n_H2 = 0,09 mol

*Phản ứng nhiệt nhôm:

8Al + 3Fe₃O₄ ⟶ (t^o) 4Al₂O₃ + 9Fe

Xét tỉ lệ: a/8 > b/3 ⟹ hiệu suất tính theo Fe₃O₄

n_{Al dư} = 0,09 ⟹ n_{Al phản ứng} = 0,25 – 0,09 = 0,16

⟹ n_{Fe3O4 phản ứng} = 3/8.0,16 = 0,06 mol

⟹ H = 0,06/0,08.100 = 75%.

Đáp án cần chọn là: D

Group 2K8 ôn Thi ĐGNL & ĐGTD Miễn Phí

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> 2K8 Chú ý! Lộ Trình Sun 2026 - 3IN1 - 1 lộ trình ôn 3 kì thi (Luyện thi 26+ TN THPT, 90+ ĐGNL HN, 900+ ĐGNL HCM, 70+ ĐGTD - Click xem ngay) tại Tuyensinh247.com.Đầy đủ theo 3 đầu sách, Thầy Cô giáo giỏi, luyện thi theo 3 giai đoạn: Nền tảng lớp 12, Luyện thi chuyên sâu, Luyện đề đủ dạng đáp ứng mọi kì thi.