bai tap nhiet luyen

Dạng 5: Bài tập nhiệt luyện Các chất khử (NH3 , CO, H2 , C , Al) để khử ion kim loại oxit Ví dụ: 2NH3 + 3CuO  N + 3Cu + 3H 2O CO + CuO  Cu + CO2 CO + Fe2O3  Fe + CO2 H2 H2 + CuO  Cu + H2O + FeO  Fe + H2O Hay phản ứng nhiệt nhôm: 2Al + 3CuO  Al2O3 + 3Cu 2Al + Fe2O3  Al2O3 + 2Fe Nói chung để làm tập phần chúng ta phải biết cách vận dụng định luật bảo toàn: + Bảo toàn nguyên tử + Bảo toàn khối lượng Cũng sử dụng thành thạo phương pháp bảo toàn electron Chú ý : toán về phản ứng nhiệt nhôm hỗn hợp chất rắn sau phản ứng cho tác dụng với dung dịch ba zơ mạnh có thể xảy phản ứng sau: 2Al Al2O3 + 2NaOH + 2H2O  NaAlO2 + 2NaOH  2NaAlO2 + 3H2  + H 2O Ví dụ 1: Dùng V lít (đktc) khí NH3 để khử 12g oxit đồng (II) với hiệu suất H% Sau phản ứng tạo hỗn hợp khí B có tỉ khối so với H2 9,35, VB = 2,912 lít (đktc) m gam chất rắn C a Tính V A 3,36 lít B 2,24 lít C 4,48 lít D 3,584 lít b Tính H A 26,67% B 73,33% C 60% D 40% c Tính mC A mC = 3,84 gam B mC = 11,04 gam C mC = 12 gam D mC = 10,4 gam Giải Gọi a,b lần lượt số mol của N2 NH3 dư B, ta có: 2,912 = 0,13 mol 22,4 mB = 28a + 17b = 0,13.9,35.2 = 2,431 gam nB = a + b = Từ => a ≈ 0,02 mol; b ≈ 0,11 mol 2NH3 Số mol ban đầu: V 22, + 3CuO  N2 + 3Cu + 3H2O 12 = 0,15 mol 80 Truy cập vào: http://tuyensinh247.com/ để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn - Anh tốt nhất! Số mol p/ư : 0,04 mol Số mol sau p/ư : 0,11 mol a A Từ phản ứng ta có: 0,06 mol 0,09 mol 0,02 mol 0,02 mol 0,06 mol 0,06 mol V  0,04  0,11  V  3,36 l 22,4 Đáp án A b D Ta thấy H= V : > 0,15 : nên NH3 dư nhiều CuO hay H tính theo CuO 22, 0,06 100 = 40% 0,15 c B Chất rắn C có: 0,06 mol Cu 0,09 mol CuO dư => mC = 64.0,06 + 80.0,09 = 11,04 gam Đáp án B Ví dụ 2: Khử hoàn toàn oxit kim loại chứ 70% kim loại hidro Khi hoà tan 11,2 g kim loại điều chế được axit HNO3 có nồng độ trung bình tạo muối nitrat kim loại (III) 13,44 lit khí (đktc) màu nâu đỏ bay T a Tính khối lượng oxit kim loại kim loại ban đầu A 16 gam B gam C 24 gam D 20 gam Tên kim loại đó A Cu B Fe C Cu D Mg Giải a A Do phản ứng xảy hoàn toàn oxit hết Áp dụng ĐLBT nghiên tử khối lượng kim loại có oxi phải khối lượng kim loại = 11,2 gam =>moxit = Đáp án A b B Ta có: 11,2 100 = 16 gam 70 11,2 1,344 = n NO2   M= 56  Fe M 22,4 Đáp án B Ví dụ 3: Cho 4,72 gam hỗn hợp bột chất: Fe, FeO, Fe2O3 phản ứng hoàn toàn với khí CO dư nhiệt độ cao Phản ứng xong được 3,92 gam Fe Nếu ngâm cũng lượng hỗn hợp chất dung dịch CuSO4 dư, phản ứng xong khối lượng chất rắn thu được 4,96 gam Định khối lượng mỗi chất có hỗn hợp đầu: A mFe = 1,44 gam; mFeO = 1,68 gam; m Fe O = 1,6 gam B mFe = 1,6 gam; mFeO = 1,68 gam; mFe O = 1,44 gam C mFe = 1,68 gam; mFeO = 1,44 gam; m Fe O = 1,6 gam D mFe = 1,4 gam; mFeO = 1,44 gam; mFe O = 1,88 gam Giải Gọi a, b, c lần lượt số mol của Fe, FeO, Fe2O3 hỗn hợp đầu Ta có: Truy cập vào: http://tuyensinh247.com/ để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn - Anh tốt nhất! 56a + 72b + 160c = 4,72 gam Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tử Fe: số mol Fe hỗn hợp = số mol Fe tạo thành Hay: a + b + 2c = 3,92 = 0,07 mol 56 Mặt khác cho hỗn hợp tác dụng với CuSO4 dư chỉ có Fe phản ứng Chất rắn còn lại có a mol Cu, b mol FeO c mol Fe2O3 => 64a + 72b + 160c = 4,96gam Từ 1,2,3 ta có: = 0,03.56  1,68 gam Fe n = b = 0,02mol  m = 0,02.72  1,44 gam FeO FeO n = c = 0,01mol  m = 0,01.160  1,6 gam Fe2O3 Fe2O3 n Fe = a = 0,03mol  m Đáp án C Ví dụ 4: Cho luồng khí CO qua 0,04 mol hỗn hợp A gồm FeO Fe 2O3 nhiệt độ cao Sau thí nghiệm, được hỗn hợp B gồm chất rắn, cân nặng 4,784 gam chất khí C Dẫn C vào dung dịch Ba(OH)2 dư được 9,062 gam kết tủa Tính khối lượng oxit A A mFeO = 2,16 gam; mFe O = 1,6 gam B mFeO = 1,6 gam; mFe O = 2,16 gam C mFeO = 4,78 gam; mFe O = 0,72 gam D mFeO = 0,72 gam; mFe O = 4,8 gam Giải Gọi a, b lần lượt số mol FeO Fe2O3 hỗn hợp A Thì a + b = 0,04 mol Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tử C: n C(CO ph¶n øng) = n C(CO2 ) = n C(BaCO3 )  n CO ph¶n øng = n CO2 = n BaCO3  9,062 = 0,046 mol 197 Áp dụng định luật bảo toàn Khối lượng: mCO ph¶n øng + mA = mCO2 + mB  mA = mCO + mB  mCO ph¶n øng mA = 44.0,046 + 4,784 - 28.0,046 = 5,52 gam Hay 72a + 160b = 5,52 gam n FeO = b = 0,01mol  mFeO = 0,01.72  0,72 gam Từ 1,2 => n Fe O = c = 0,03mol  mFe O = 0,03.160  4,8 gam 3 Đáp án D Ví dụ 5:Tiến hành phản ứng nhiệt nhôm hỗn hợp X gồm Fe3O4 Al (H=100%) thu đựoc hỗn hợp Y Lượng dung dịch xút tối đa để phản ứng với Y 100ml nồng độ 0,8M đó được 806,4ml H (đkc) Tính số mol mỗi chất hỗn hợp X Truy cập vào: http://tuyensinh247.com/ để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn - Anh tốt nhất! nAl = 0,056 mol ; nFe O = 0,024 mol B n Al = 0,02 mol ; n Fe O = 0,03 mol C n Al = 0,08 mol ; n Fe O = 0,021 mol D n Al = 0,024 mol ; n Fe O = 0,021 mol A Giải Al d Al O Hỗn hợp Y  Fe  Al Hỗn hợp X Fe O  2Al + 2NaOH 0,024mol + 2H O  NaAlO 2 + 0,028 mol 2NaOH  2NaAlO + H O 0,1.0,8 - 0,024 = 0,056 mol Xét phản ứng: 8Al => 3H  0,8064 = 0,036mol 22,4 0,024mol Al O + + 3Fe3O  4Al 2O3 + 9Fe 0,056mol 0,021mol 0,028mol nAl = 0,024 + 0,056 = 0,08 mol ; nFe O = 0,021 mol Đáp án C Ví dụ 6: Hoà tan hoàn toàn m gam oxit FexOy H2SO4 đặc, nóng đựoc 4,48 lít SO2 (đkc), phần dung dịch chứa 240 gam loại muối Fe a Tính m A 28,8 gam B 92,8 gam C 69,6 gam D 81,2 gam b Trộn 5,4 gam bột Al với 17,4 gam FexOy tiến hành phản ứng nhiệt nhôm Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp rắn sau phản ứng dung dịch H2SO4 loãng dư được 5,376 lít H2 (đkc).Tính hiệu suất phản ứng nhiệt nhôm A 80% B 73,33% C 26,67% D 20% Giải a B Xét trình cho e nhận e: 2y + 2Fex x 1,2 x S+6    240  2y x = 0,6mol  1,2(3- )  0,4   400 x y  +4   S  0,2mol  2y )e  x 2y 1,2(3- )mol x - 2x(3- + 2e 0,4mol Vậy oxit Fe3O4 m = +3 xFe2 1,2 232 = 92,8gam Truy cập vào: http://tuyensinh247.com/ để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn - Anh tốt nhất! Đáp án B b A 0,2 0,075 = = 0,025mol nên hiệu suất của phản ứng tính theo Al hay Fe3O đều Gọi a số mol Fe3O phản ứng 8Al + 3Fe3O  4Al2O3 + 9Fe Ta thấy 5,4 = 0,2mol 27 8a Số mol p/ư: mol 8a Sau p/ư : (0,2 – ) mol 17,4 = 0,075mol 232 4a a mol 3a mol mol 4a (0,075 – a) mol 3a mol mol 8a Như sau phản ứng có Al (0,2 – ) mol; Fe (3a) mol tham gia tạo khí H2 với H2SO4 loãng Xét Số mol bđ : trình cho e nhận e: 2Al (0,2 - - 8a ) mol Fe 2H 3(0,2 - - 3a mol 6a mol 2e + 0,48mol => H= Al32 8a ) mol  2e +  3(0,2 -  6e  Fe2+ H2 5,376  0,24 mol 22,4 8a ) + 6a  0,48  a = 0,06 mol 0,06 100  80% 0,075 Đáp án A Bài tập áp dụng Câu 1: Hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe2O3 Cho luồng khí CO qua ống sứ chứa m gam X nung nóng Phản ứng xong được 64 gam chất rắn A 11,2 lít hỗn hợp khí B (đkc) dB/H2 = 20,4 Tính m A 67,6 gam B 76,7 gam C 56,6 gam D 65,7 gam Câu 2: Khử hoàn toàn 4,06 gam oxit kim loại CO nhiệt độ cao thành kim loại Dẫn toàn khí sinh vào bình đựng Ca(OH)2 dư, thấy tạo thành gam kết tủa Nếu lấy lượng kim loại sinh hoà tan hết vào dd HCl dư thu được 1,176 lít khí (đkc) Xác định công thức oxit kim loại A CuO B Fe2O3 C Fe3O4 D ZnO Câu 3: Khi nung nóng hh A gồm chất Al Fe2O3 môi trường kín, được hh rắn B Khi cho B tan dd H2SO4 loãng dư được 2,24 lít khí (đkc) Nếu ngâm B dd NaOH dư khối lượng chất rắn không tan 8,8 gam Số mol của Fe2O3 hh A là: (biết phản ứng xảy hoàn toàn) A 0,02 mol B 0,05 mol C 0,06 mol D 0,07 mol Truy cập vào: http://tuyensinh247.com/ để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn - Anh tốt nhất! Câu 4: Hỗn hợp A gồm Al FexOy Sau phản ứng nhiệt nhôm được 92,35 gam chất rắn B Cho B tác dụng với dd NaOH dư được 8,4 lít khí (đkc) còn lại phần không tan C Hoà tan 1/4 lượng chất C H2SO4 đặc, nóng phái dùng 60 gam dd H2SO4 98% a Tính khối lượng Al2O3 tạo thành b Định FexOy Truy cập vào: http://tuyensinh247.com/ để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn - Anh tốt nhất!