Chuyên đề: H2, CO, C, Al.. Khử OXIT potx

Biết số mol CO, H2, Al… tham gia phản ứng hoặc hết số mol CO2, H2O, Al2O3 tạo ra tính được lượng oxi trong oxit hay trong hỗn hợp oxit và suy ra lượng kim loại hay hỗn hợp kim loại.. Chỉ

Chuyên đề: H 2 , CO, C, Al Khử OXIT kim loại

A- Lý thuyết

I- Phương trình phản ứng tổng quát:

(CO; H2; C; Al) + MxOy - > M( hoặc oxit cú số OXH thấp hơn) +(CO2; H2O; CO; Al2O3 )

( M là kim loại đứng sau Al trong dãy điện hóa)

II- Chú ý khi giải bài tập dạng này:

- thường áp dụng cá định luật bảo toàn nguyên tố, bảo toàn khối lượng, bảo toàn e

- Khi khử oxit kim loại bằng các chất khử như CO, H2, Al… thì chất khử lấy oxi của oxit tạo ra: CO2, H2O, Al2O3 Biết số mol CO, H2, Al… tham gia phản ứng hoặc hết số mol CO2, H2O,

Al2O3 tạo ra tính được lượng oxi trong oxit (hay trong hỗn hợp oxit) và suy ra lượng kim loại (hay hỗn hợp kim loại).( Chỉ khử những ion kim loại đứng sau Al trong dãy điện hóa của kim loại)

- Khi khử oxit kim loại bằng các chất khử CO (H2) thì CO (H2) có nhiệm vụ lấy oxi của oxit kim loại ra khỏi oxit Mỗi một phân tử CO(H2) chỉ lấy được 1mol O ra khỏi oxit Khi hết số mol CO2 ( nO = nCO = nO lấy của oxit hoặc ( H2O)

( nO=

2

H O

n áp dụng định luật bảo toàn khối lượng tính khối lượng hỗn hợp oxit ban đầu

B- Bài tập áp dụng:

Thí dụ 1 : Khử hoàn toàn 17,6g hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe2O3, cần 4,48 lít H2 (đktc) Khối lượng sắt thu được là :

A- 14,5 g , B -15,5g C- 14,4 g D- 16,5g

Đáp án : C

Cách nhẩm : CO lấy oxi của oxit tạo ra CO2 Số mol nguyên tử O trong oxit phải bằng

số mol CO và bằng 0,2 mol Vậy khối lượng oxi trong oxit là 3,2 g và lượng sắt là 17,6 g - 3,2 g

= 14,4 g

nco = no =

4 , 22

48 , 4

= 0,2 ; mo = 16 x 0,2 = 3,2g

mFe = 17,6 - 3,2 = 14,4 g

Thí dụ 2 : Hỗn hợp A gồm sắt và oxi sắt có khối lượng 2,6 g Cho khí CO đi qua A đun nóng, khí đi ra sau phản ứng được dẫn vào bình đựng nước vôi trong dư, thu được 10g kết tủa trắng Khối lượng sắt trong A là:

A- 1 g B- 1,1 g C- 1,2 g D- 2,1 g

Đáp án : A

Cách nhẩm : Kết tủa là CaCO3 nCaCO3 = nCO2 = nCO =

100

10 = 0,1

n O trong oxit = nCO = 0,1 Khối lượng oxi trong oxit là 1,6 g

Khối lượng sắt trong hỗn hợp A là : 2,6 – 1,6 = 1 g

Thí dụ 3 : Khử hoàn toàn 32g hỗn hợp CuO và Fe2O3 bằng khí H2, thấy tạo ra 9 g nước Khối lượng hỗn hợp kim loại thu được là :

A- 12 g B- 16g C- 24 g D- 26 g

Đáp án : C

Cách nhẩm : nH2O = nO của oxit =

18

9

= 0,5 ; mO =16 x 0,5 = 8g m kim loại = 32

-8 = 24 g

Thí dụ 4 : cho 0,3 mol FexOy tham gia phản ứng nhiệt nhôm thấy tạo ra 0,4 mol Al2O3 Công thức oxit sắt là :

số mol Fe tạo ra

Cách nhẩm : Al lấy đi oxi của FexOy để tạo ra Al2O3 Vì vậy số mol nguyên tử O trong Al2O3 và trong FexOy phải bằng nhau

Do đó : 0,3 y = 0,4 x 3 = 1,2  y = 4  Fe3O4

Thí dụ 5 : Đốt cháy không hoàn toàn 1 lượng sắt đã dùng hết 2,24 lít O2 ở đktc, thu được hỗn hợp A gồm các oxit sắt và sắt dư Khử hoàn toàn A bằng khí CO dư, khí đi ra sau phản ứng được dẫn vào bình đựng nước vôi trong dư Khối lượng kết tủa thu được là :

Đáp án : B

Cách nhẩm : nO đã dùng = nCO= nCO2 =nCaCO3 =

24 , 2

24 , 2 2 = 0,2

mCaCO3 = 100 x 0,2 = 20g

Thí dụ 6 : Cho V lít ( đktc) khí H2 đi qua bột CuO đun nóng, thu được 32 g Cu Nếu cho V lít H2 đi qua bột FeO đun nóng thì lượng Fe thu được là:

Đáp án : C

Cách nhẩm : nH2 = nCu= nFe =

64

32 = 0,5

mFe = 56 x 0,5 = 28 g

Thí dụ 7 : Để khử hoàn toàn hỗn hợp FeO và ZnO thành kim loại cần 2,24 lít H2 ở đktc

Nếu đem hỗn hợp kim loại thu được hoà tan hoàn toàn vào axit HCl thì thể tích khí H2 ( đktc) thu được là :

A- 4,48 l B- 1,12 l C-3,36 l D-2,24 l

Đáp án : D

Cách nhẩm : n hh oxit = nH2 = n hh kim loại =

24 , 2

24 , 2

= 0,1

Khi hoà tan hỗn hợp kim loại vào axit thì : nH2 = n hh kim loại = 0,1

VH2 = 22,4 x 0,1 = 2,24 l

Thí dụ 8: Thổi một luồng khí CO dư đi qua ống đựng hỗn hợp 2 oxit Fe3O4 và CuO nung nóng đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 2,32 g hỗn hợp kim loại Khí thoát ra được đưa vào bình đựng dung dịch Ca(OH)2 dư thấy có 5g kết tủa trắng Khối lượng hỗn hợp

2 oxit kim loại ban đầu là:

A - 3,12g B - 3,21g C - 4g D - 4,2g E - Kết quả khác

* Cách giải nhanh: CO lấy oxi trong oxit ( CO2

nO(trong oxit) = nCO =

n n 0, 05(mol)

( moxit = mKL + moxi trong oxit = 2,32 + 0,05 x 16 = 3,12 (g)

Vậy đáp án ( A ) đúng

C- Bài tập áp dụng:

D- Chuyên đề bài tập phản ứng nhiêt nhôm

A- Lí thuyết:

1- ĐỊNH NGHĨA: Phản ứng nhiệt nhôm là phản ứng Al đẩy ion kim loại trong oxit của kim loại

thành kim loại có tính khử yếu hơn Al

2- PTPU: Al + M x O y - >(t0) M (hoặc oxit của M (M a O b ) có số OXH thấp hơn) + Al 2 O 3

( M là kim loại đứng sau Al)

-Thường gặp là phản ứng nhiệt nhôm: Gọi a là số mol của Al; b là số mol của oxit sắt.(Fe2O3)

2Al + Fe2O3 → Al2O3 + 2Fe

I Nếu phản ứng xảy ra hoàn toàn: Thường do không biết số mol Al và Fe2O3 là bao nhiêu nên phải xét đủ 3 trường hợp rồi tìm nghiệm hợp lí:

1 Trường hợp 1: Al và Fe 2 O 3 dùng vừa đủ: 2Al + Fe2O3 → Al2O3 + 2Fe

a →

2

a

→

2

a

→ a

 Hỗn hợp sau phản ứng: Fe: a mol; Al2O3:

2

a

mol

2 Trường hợp 2: Al dùng dư: 2Al + Fe2O3 → Al2O3 + 2Fe

2b → b → b → 2b

 Hỗn hợp sau phản ứng: Fe: 2b mol; Al2O3: b mol; Aldư: (a-2b) mol Điều kiện: (a-2b>0)

3 Trường hợp 3: Fe 2 O 3 dùng dư: 2Al + Fe2O3 → Al2O3 + 2Fe

a →

2

a

→

2

a

→ a

 Hỗn hợp sau phản ứng: Fe: a mol; Al2O3:

2

a

; Fe2O3:

(b-2

a

)mol Điều kiện:

(b-2

a

)>0)

Chú ý: - Khi cho sản phảm phản ứng vào dd axit loãng thấy có khí thoát ra => Al dư hoặc phản ứng tạo ra kim loại đứng trước H trong dãy điện hóa

- Khi cho sản phẩm vào dd kiềm mạnh thấy có khí thoát ra => phản ứng Al dư

II Nếu phản ứng xảy ra không hoàn toàn: Gọi x là số mol Fe2O3 tham gia phản ứng

2Al + Fe2O3 → Al2O3 + 2Fe 2x → x → x → 2x

 Hỗn hợp sau phản ứng: Fe: 2x mol; Al2O3: x mol; Fe2O3 dư: (b-x)mol; Al dư: (a-2x)mol

Chú ý: Nếu đề yêu cầu tính hiệu suất phản ứng ta giải trường hợp phản ứng xảy ra không hoàn

toàn

B - Bài tập