BÀI GIẢNG: BÀI TỐN NHIỆT NHƠM CHUN ĐỀ: KIM LOẠI KIỀM - KIỀM THỔ - NHƠM MƠN HĨA: LỚP 12 THẦY GIÁO: PHẠM THANH TÙNG – TUYENSINH247.COM Phản ứng nhiệt nhôm phản ứng khử oxit kim loại nhiệt độ cao (oxit kim loại từ Zn sau, thường gặp oxit sắt) t - Chú ý: 2Al + Fe2O3 Al2O3 + 2Fe o - Trong phản ứng nhiệt nhôm tất chất trạng thái rắn Do ta ln áp dụng định luật bảo tồn khối lượng: mchất rắn trước pứ = mchất rắn sau pứ - Nếu phản ứng hồn tồn sau phản ứng thường thu chất rắn: sản phẩm, Al dư oxit kim loại dư - Nếu phản ứng khơng hồn tồn sau phản ứng thu chất rắn: sản phẩm, Al dư , oxit kim loại dư - Có thể áp dụng định luật bảo tồn ngun tố, hạn chế viết phương trình Câu 1: Trộn 5,4 gam Al với 4,8 gam Fe2O3 thực phản ứng nhiệt nhôm Sau phản ứng thu m (gam) chất rắn Giá trị m là: A 10,2 gam B 4,08 gam C 2,24 gam D Kết khác Hướng dẫn giải: Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng: mchất rắn trước pứ = mchất rắn sau pứ = 5,4 + 4,8 = 10,2 gam Đáp án A Câu 2: Thực phản ứng nhiệt nhôm từ 0,25 mol Al 0,35 mol FeO thu 0,3 mol Fe Hiệu suất phản ứng nhiệt nhôm là: A 80,00% B 83,33% C 85,71% D Kết khác Hướng dẫn giải: t 2Al + 3FeO Al2O3 + 3Fe o Ta có: 0,25:2 > 0,35:3 nên hiệu suất phản ứng tính theo FeO 0,25 0,35 0,2 0,3 0,05 0,05 H= n pu n bandau 100% ← 0,3 mol 0,1 0,3 0,3 100% 85, 71% 0,35 Đáp án C Câu 3: Trộn 6,48 gam Al với 16 gam Fe2O3 Thực phản ứng nhiệt nhôm chất rắn A Khi cho A tác dụng với dung dịch NaOH dư, có 1,344 lít H2 (đktc) Tính hiệu suất phản ứng nhiệt nhơm: A 100% B 85% C 80% D 75% Hướng dẫn giải: Truy cập trang Tuyensinh247.com để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn – Anh – Sử – Địa – GDCD tốt nhất! t Fe2O3 Al2O3 + 2Fe o 2Al + 0,24 ← x 2x Ta có: 0,24: > 0,1 :1 nên hiệu suất phản ứng tính theo Fe2O3 0,1 (0,24-2x) 0,1-x → x 2x mol x 2x mol Cho A tác dụng với dung dịch NaOH dư: Al2O3 Al phản ứng Nhưng có Al tạo khí: Aldư → 3/2 H2 0,04 ← 0,06 mol Vậy 0,24-2x = 0,04 → x = 0,1 → H = 0,1: 0,1.100% = 100% Đáp án A Câu 4: Hỗn hợp X gồm Al Fe2O3 Thực phản ứng nhiệt nhôm Phản ứng hoàn toàn cho chất rắn A Biết A tác dụng với dung dịch NaOH dư cho 3,36 lít H2 (đktc) để lại chất rắn B Cho B tác dụng với H2SO4 lỗng dư có 8,96 lít khí H2 (đktc) Tính khối lượng (gam) Al Fe2O3 hỗn hợp X: A 13,5 16 B 13,5 32 C 6,75 16 D 6,75 32 Hướng dẫn giải: t 2Al , Fe2O3 hỗn hợp A có: Al2O3, Fe, Al dư (do A tác dụng với NaOH dư sinh H2) o A + NaOH → H2: 0,15 mol (suy nAl dư = 0,1 mol) + chất rắn B: Fe Chất rắn B + H2SO4 → H2: 0,4 mol suy nFe = 0,4 mol Bảo tồn ngun tố Fe: nFe2O3 = ½ nFe = 0,2 mol Bảo toàn nguyên tố O: nAl2O3 = nFe2O3 = 0,2 mol Bảo toàn nguyên tố Al: nAl ban đầu = 2.nAl2O3+ nAl dư = 2.0,2 + 0,1 = 0,5 mol Vậy mAl = 0,5.27 = 13,5 gam; mFe2O3 = 0,2.160 = 32 gam Đáp án B Câu 5: Dùng m gam Al để khử hết 1,6 gam Fe2O3 (phản ứng nhiệt nhôm) Sản phẩm sau phản ứng tác dụng với lượng dư dung dịch NaOH tạo 0,672 lít khí (đktc) Tính m? A 0,540 gam B 0,810 gam C 1,080 gam D 1,755 gam Hướng dẫn giải: Al: 0,04 mol Fe: 0,02 mol (bảo toàn Fe) Fe2O3: 0,01 mol Al2O3 0,01 mol (bảo toàn O) +NaOH H2: 0,03 mol Al dư 0,02 mol (do sản phẩm tác dụng với NaOH tạo khí) Từ số mol H2 suy nAl dư = 0,02 mol (1Al tạo 3/2 H2) Bảo tồn ngun tố Al ta có: nAl ban đầu = 2.nAl2O3+ nAl dư = 2.0,01 + 0,02 = 0,04 mol Vậy mAl = 0,04.27 = 1,08 gam Đáp án C Truy cập trang Tuyensinh247.com để học Tốn – Lý – Hóa – Sinh – Văn – Anh – Sử – Địa – GDCD tốt nhất! Câu 6: Nung nóng m gam hỗn hợp Al Fe2O3 (trong điều kiện khơng có khơng khí) đến phản ứng xảy hoàn toàn, thu hỗn hợp rắn Y Chia Y thành hai phần nhau: - Phần 1: tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng (dư) sinh 3,08 lít khí H2 (đktc) - Phần 2: tác dụng với dung dịch NaOH (dư) sinh 0,84 lít khí H2 (ở đktc) Giá trị m là: A 22,75 gam B 21,40 gam C 29,40 gam Hướng dẫn giải: + H2SO4 Al Fe: 0,2 mol Fe2O3: 0,1 mol Al2O3 0,1 mol (bảo toàn O) D 29,43 gam H2: 0,275 mol (nhân đôi lượng H2) Al dư 0,05 mol + NaOH (do sản phẩm td với NaOH tạo khí) H2: 0,075 mol Từ nH2 = 0,075 mol suy nAl = 0,05 mol Suy nH2 Fe tạo = 0,275- 0,075 = 0,2 mol = nFe Bảo toàn Fe suy nFe2O3 = 0,1 mol Bảo toàn O suy nAl2O3 = 0,1 mol Giá trị m = mFe+ mAl2O3+ mAl dư = 0,2.56 + 0,1.102 + 0,05.27 = 22,75 gam Đáp án A Câu 7: Nung nóng m gam hỗn hợp gồm Al Fe3O4 điều kiện khơng có khơng khí Sau phản ứng xảy hoàn toàn, thu hỗn hợp rắn X Cho X tác dụng với dung dịch NaOH dư thu dung dịch Y, chất rắn Z 3,36 lít khí H2 (ở đktc) Sục khí CO2 (dư) vào dung dịch Y, thu 39 gam kết tủa Giá trị m là: A 45,6 gam B 57,0 gam C 48,3 gam D 36,7 gam Hướng dẫn giải: Al 0,5 mol Fe: Fe3O4: 0,15 mol Al2O3 0,2 mol (bảo toàn Al) + NaOH dung dịch Y: NaAlO2, NaOH dư + H2: 0,15 mol Al dư 0,1 mol + CO2 dư (do sản phẩm td với NaOH tạo khí) Kết tủa Al(OH)3: 0,5 mol Từ số mol H2 suy nAl dư = 0,1 mol (1Al tạo 3/2 H2) Bảo tồn ngun tố Al ta có: 2.nAl2O3+ nAl dư = nAl(OH)3 → 2.nAl2O3 = 0,5 - 0,1 = 0,4 mol → nAl2O3 = 0,2 mol Bảo toàn nguyên tố O: 4.nFe3O4 = 3.nAl2O3 suy nFe3O4 = 0,15 mol → nFe = 0,45 mol Vậy m = mFe+ mAl2O3+ mAl dư = 0,45.56+ 0,2.102 + 0,1.27 = 48,3 gam Đáp án C Câu 8: Thực phản ứng nhiệt nhôm hỗn hợp X gồm Al oxit sắt FexOy (trong điều kiện khơng có khơng khí) thu 92,35 gam chất rắn Y Hòa tan Y dung dịch NaOH dư thấy có 8,4 lít khí H2 (ở đktc) thoát Truy cập trang Tuyensinh247.com để học Tốn – Lý – Hóa – Sinh – Văn – Anh – Sử – Địa – GDCD tốt nhất! cịn lại phần khơng tan Z Hịa tan ½ lượng Z dung dịch H2SO4 đặc, nóng (dư) thấy có 13,44 lít khí SO2 (ở đktc) Biết phản ứng xảy hoàn toàn Khối lượng Al2O3 Y công thức oxit sắt là: A 40,8 gam Fe3O4 B 45,9 gam Fe2O3 C 40,8 gam Fe2O3 D 45,9 gam Fe3O4 Hướng dẫn giải: Al 1,05 mol Fe: 0,8 mol Fe2Oy: 0,40 mol Al2O3: 0,4 mol 92,35 gam Al dư 0,25 mol +NaOH H2: 0,375 mol + Z: Fe + H2SO4 (do sản phẩm tác dụng với NaOH tạo khí) SO2: 1,2 mol (nhân đôi lên) Từ số mol H2 suy nAl dư = 0,25 mol (1Al tạo 3/2 H2) Fe → Fe3++3e S+6+ 2e → S+4 Áp dụng bảo toàn electron: 3.nFe = 2.nSO2 → nFe = 0,8 mol Ta có: mAl2O3 = 92,35 - 0,8.56 - 0,25.27 → nAl2O3 = 0,4 mol Bảo toàn nguyên tố Fe suy nFe2Oy = 0,4 mol Bảo toàn nguyên tố O: 0,4.y = 0,4.3 → y = → Công thức oxit sắt Fe2O3 mAl2O3 = 0,4.102 = 40,8 gam Đáp án C Câu 9: Trộn 5,4 gam bột Al với 17,4 gam bột Fe3O4 tiến hành phản ứng nhiệt nhơm (trong điều kiện khơng có khơng khí) Giả sử xảy phản ứng khử Fe3O4 thành Fe Hịa tan hồn tồn chất rắn sau phản ứng dung dịch H2SO4 lỗng (dư) thu 5,376 lít khí H2 (ở đktc) Hiệu suất phản ứng nhiệt nhơm số mol H2SO4 phản ứng là: A 75% 0,54 mol B 80% 0,52 mol C 75% 0,52 mol D 80% 0,54 mol Hướng dẫn giải: Al dư: 0,2-xmol Al 0,2 mol +H2SO4 Fe3O4 dư Fe3O4: 0,075 mol H2: 0,24 mol + H2O: 0,3 mol Al2O3 Fe: 9/8 x mol t 8Al + 3Fe3O4 4Al2O3 + 9Fe o Ta có: 0,2:8 = 0,075:3 nên hiệu suất sau phản ứng tính theo chất 0,2 0,075 X → 3/8x x/4 9/8x Ta có: Al → 3/2 H2 Truy cập trang Tuyensinh247.com để học Tốn – Lý – Hóa – Sinh – Văn – Anh – Sử – Địa – GDCD tốt nhất! Fe → H2 Vậy nH2 = 3/2 (0,2-x) + 9/8 x = 0,24 → x = 0,16 mol → H = 0,16: 0,2.100% = 80% Bảo toàn nguyên tố O ta có: nH2O = 4.nFe3O4 = 0,3 mol Vậy nH2SO4 = nH2+ nH2SO4 = 0,54 mol Đáp án D Câu 10: Hỗn hợp A gồm 0,56 gam Fe 16 gam Fe2O3 m mol Al nung nhiệt độ cao khơng có khơng khí đến phản ứng hoàn toàn thu hỗn hợp D Nếu cho D tan H2SO4 lỗng V (lít) khí cho D tác dụng với NaOH dư thu 0,25V lít khí Giá trị m là? A 0,1233 B 0,2466 C 0,12 D 0,3699 Hướng dẫn giải: Fe: 0,01 mol; Fe2O3: 0,1 mol , m mol Al → D: Fe 0,21 mol, Al2O3 0,1 mol, Al dư D + H2SO4 lỗng → V lít ≈ V mol D + NaOH → 0,25V lít ≈ 0,25V mol Bảo tồn số mol O suy nAl2O3 = 0,1 mol Bảo toàn số mol Fe suy nFe = 0,21 mol Ta có: nAl dư = m- 0,2 mol Khi D + H2SO4 lỗng: có Fe Al dư phản ứng: nH2 = 0,21 + 3/2.(m-0,2) = V D + NaOH → 0,25V lít ≈ 0,25V mol: có Al dư phản ứng: nH2 = 3/2.(m-0,2) = 0,25V → 0,21 = 0,75V → V = 0,28 Thay vào ta tìm m = 0,2466 Đáp án B Truy cập trang Tuyensinh247.com để học Tốn – Lý – Hóa – Sinh – Văn – Anh – Sử – Địa – GDCD tốt nhất! ... gam; mFe2O3 = 0,2.160 = 32 gam Đáp án B Câu 5: Dùng m gam Al để khử hết 1,6 gam Fe2O3 (phản ứng nhiệt nhôm) Sản phẩm sau phản ứng tác dụng với lượng dư dung dịch NaOH tạo 0,672 lít khí (đktc) Tính... 0,02 = 0,04 mol Vậy mAl = 0,04.27 = 1,08 gam Đáp án C Truy cập trang Tuyensinh247.com để học Tốn – Lý – Hóa – Sinh – Văn – Anh – Sử – Địa – GDCD tốt nhất! Câu 6: Nung nóng m gam hỗn hợp Al Fe2O3... m = mFe+ mAl2O3+ mAl dư = 0,45.56+ 0,2.102 + 0,1.27 = 48,3 gam Đáp án C Câu 8: Thực phản ứng nhiệt nhôm hỗn hợp X gồm Al oxit sắt FexOy (trong điều kiện khơng có khơng khí) thu 92,35 gam chất