Đang tải... (xem toàn văn)
Sau đó cho từ từ dung dịch Ba(OH)2 vào dung dịch C tới dư thì thu được kết tủa D. Đem nung kết tủa D trong không khí tới khối lượng không đổi thì thu được 24,74 gam chất rắn E. a) Xác [r]
(1)Blog: http://vuducluan.tk Email: vuducluanltv@gmail.com PHƯƠNG PHÁP GIẢI TỐN NHIỆT NHƠM
Một số ý phản ứng nhiệt nhôm
a) Phản ứng nhiệt nhôm phản ứng dùng Al kim loại khử oxit kim loại thành kim loại (nhờ tác dụng nhiệt)
b) Phản ứng nhiệt nhơm thường phản ứng khơng hồn tồn, sau phản ứng thu nhiều sản phẩm
c) Có thể sử dụng định luật bảo toàn khối lượng:
- Tổng khối lượng chất tham gia = tổng khối lượng chất tạo thành - Nếu chất tham gia có chất dư thì: mhỗn hợp đầu = mhỗn hợp sau
d) Nếu cho phản ứng nhiệt nhôm xảy hồn tồn mà khơng rõ sản phẩm phản ứng chứa chất chia trường hợp:
- Trường hợp 1: Al hết, oxit kim loại dư - Trường hợp 2: Al dư, oxit kim loại hết - Trường hợp 3: Al hết, oxit hết
Trường hợp hỗn hợp sau phản ứng tác dụng với dung dịch kiềm cho khí H2 Bài 1: Trộn a gam Fe3O4 với 24,3 gam bột Al tiến hành phản ứng nhiệt nhôm Hỗn hợp sau phản ứng hoà tan lượng dư dung dịch NaOH thấy bay 3,36 lít khí H2 (đktc) Biết phản ứng xảy hoàn toàn Giá trị a là:
A 69,6 B.45,24 C.23,2 D.52,2
Giải
Vì hỗn hợp sau phản ứng tác dụng với dung dịch NaOH thu khí H2 nên hỗn hợp có chứa nhơm dư Vì phản ứng hoàn toàn nên ta thấy Fe3O4 phản ứng hết
Ptpư: 3Fe3O4 + 8Al t0 4Al2O3 + 9Fe Đáp án A
Bài 2: Trộn 19,2 gam Fe2O3 với 5,4 gam Al tiến hành phản ứng nhiệt nhơm Hồ tan hỗn hợp sau phản ứng dung dịch NaOH dư thấy 1,68 lít khí H2 (đktc) Hiệu suất phản ứng nhiệt nhôm là:
A 57,5% B.60% C.62,5% D.75%
Giải Fe2O3 + 2Al t
0
2Fe + Al2O3 Ban đầu: 0,12 mol 0,2 mol
Phản ứng x mol 2x mol Sau phản ứng: 0,12-x mol 0,2 – 2x mol
Số mol Al dư = 0,2-2x=0,05 Tìm x = 0,075 mol
Nếu phản ứng xảy hồn tồn ta thấy nhôm phản ứng hết Vậy hiệu suất phản ứng h = 2x/0,2 = 0,075=75% Đáp án D
Bài 3: Cho bột Al dư tác dụng với 16 gam Fe2O3 đun nóng, sau thời gian phản ứng thu hỗn hợp rắn X Cho X tác dụng với dung dịch NaOH dư thu chất rắn Y Y tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc nóng dư thu m gam muối Giá trị m là:
(2)Blog: http://vuducluan.tk Email: vuducluanltv@gmail.com Giải
Vì Al dư nên hỗn hợp X gồm Fe, Al2O3 Al dư Fe2O3 + 2Al t
0
2Fe + Al2O3
Cho X tác dụng với dung dịch NaOH dư Al2O3 Al cịn dư tan hết, chất rắn Y lại Fe
Al2O3 + 2NaOH 2NaAlO2 + H2O Al + NaOH + H2O NaAlO2 + 3/2H2
Cho Fe tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc nóng dư thu muối Đó muối Fe2(SO4)3
Theo định luật bảo toàn nguyên tố:
Số mol Fe Fe2O3 = số mol Fe Fe2(SO4)3 Hay số mol Fe2(SO4)3= số mol Fe2O3 = 0,1 mol
mmuối=400.0,1 = 40 gam Đáp án C
Trường hợp không cho biết hỗn hợp sau phản ứng tác dụng với dung dịch
kiềm cho khí H2
Bài 1: Khi nung m gam hỗn hợp A gồm Al Fe2O3 (h=100%) thu hỗn hợp B Chia hỗn hợp B thành phần
- Hoà tan phần dung dịch H2SO4 lỗng dư thu 1,12 lít khí (đktc) - Phần tan dung dịch NaOH dư khối lượng phần khơng tan 4,4 gam a) Viết phương trình phản ứng
b) Xác định khối lượng chất hỗn hợp B Giải Ta giả thiết Al Fe2O3 dư phản ứng Gọi số mol Al, Fe2O3 hỗn hợp A a mol b mol
2Al + Fe2O3 t
Al2O3 + 2Fe Theo đầu bài: a mol b mol mol mol Phản ứng: 2x mol x mol
Sau phản ứng: a-2x mol b-x mol x mol 2x mol Hỗn hợp B gồm: Al2O3 x mol
Fe 2x mol Al a-2x mol Fe2O3 b-x mol
Phần tác dụng với H2SO4 loãng dư:
Al2O3 + H2SO4 Al2(SO4)3 + H2O Fe2O3 + H2SO4 Fe2(SO4)3 + H2O Al + H2SO4 Al2(SO4)3 + H2 Fe + H2SO4 FeSO4+ H2
Số mol H2 thu = 0,05 = x+ (3a-6x)/4 (I)
Phần hoà tan dung dịch NaOH dư Al, Al2O3 tan hết, cịn lại Fe, Fe2O3 Khối lượng chất rắn lại là: 56x+ (b-x).80=4,4 (II)
(3)Blog: http://vuducluan.tk Email: vuducluanltv@gmail.com Nhưng đề cho phản ứng nhiệt nhơm xảy hồn tồn nên có trường hợp sau: Trường hợp 1: Al hết, Fe2O3 dư, ta có: a = 2x
Kết hợp với (I) (II)=>a=0,1, b= 0,07, x=0,05 Trường hợp 2: Al dư, Fe2O3 hết, ta có: b = x
Kết hợp với (I) (II)=>a= 0,119 , b= x = 0,078
Trường hợp vơ lí Al dư Fe2O3 hết phải có điều kiện a > 2b Trường hợp 3: Al hết, Fe2O3 hết, a = 2b Kết hợp với (I) (II) ta có:
b=0,25 mol; a=0,5 mol; x =0,65 mol Trường hợp loại số mol Fe2O3 ban đầu < số mol Fe2O3 phản ứng Vậy hỗn hợp B thu có: Al2O3: x mol = 0,05 mol 5,1 gam
Fe: 2x mol = 0,1 mol 5,6 gam Fe2O3 dư: b-x mol = 0,02 mol 3,2 gam
Nhận xét: Cách giải thiên cách lập hệ phương trình đảm bảo trường hợp xảy Việc loại trường hợp khơng hợp lí dựa trên sở chất dư phải có số mol ban đầu nhiều lượng chất phản ứng
Bài 2: Lấy 26,8 gam hỗn hợp Al Fe2O3 thực hoàn toàn phản ứng nhiệt nhôm thu chất rắn A Chất rắn A tác dụng với dung dịch HCl dư thu 11,2 lít khí H2 (đktc) Xác định khối lượng chất hỗn hợp đầu
Giải Ta giả thiết Al Fe2O3 dư phản ứng Gọi số mol Al, Fe2O3 hỗn hợp A a mol b mol
2Al + Fe2O3 t
Al2O3 + 2Fe Theo đầu bài: a mol b mol mol mol Phản ứng: 2x mol x mol
Sau phản ứng: a-2x mol b-x mol x mol 2x mol Hỗn hợp B gồm: Al2O3 x mol
Fe 2x mol Al a-2x mol Fe2O3 b-x mol
Khối lượng hỗn hợp đầu = 27a+160b=26,8 (I)
Chất rắn A tác dụng với dung dịch HCl dư, có Al, Fe phản ứng với HCl tạo khí Số mol H2 = 3/2nAl+nFe
Do ta có phương trình: (3a-6x)/2 + 2x=0,5 =>3a-2x=1 (II) Từ (I) (II) ta có:
Trường hợp 1: Al hết, Fe2O3 dư: a=2x => a=0,5; x = 0,25; b = 0,083 Loại số mol Fe2O3 ban đầu nhỏ số mol Fe2O3 phản ứng
Trường hợp 2: Al dư, Fe2O3 hết: b=x => b=x=0,1; a = 0,4 mol Nhận
Trường hợp 3: Al hết, Fe2O3 hết: a = 2b => a= 0,25; b=0,125; x = -0,125 Loại Vậy hỗn hợp đầu có: a=0,4 mol Al 10,8 gam
(4)Blog: http://vuducluan.tk Email: vuducluanltv@gmail.com Các tập tự giải
Bài 1: Câu 20 đề 148 ĐH khối B 2009
Nung nóng m gam hỗn hợp gồm Al Fe3O4 điều kiện khơng có khơng khí Sau phản ứng xảy hoàn toàn thu hỗn hợp X Cho X tác dụng với dung dịch NaOH dư thu dung dịch Y, chất rắn Z 3,36 lít khí H2 (đktc) Sục khí CO2 vào dung dịch Y thu 39 gam kết tủa Giá trị m là:
A 45,6 B.48,3 C.36,7 D.57,0
Bài 2: Câu 45 đề 263 ĐH khối A 2008
Nung nóng m gam hỗn hợp gồm Al Fe2O3 điều kiện khơng có khơng khí đến khí phản ứng hồn tồn thu hỗn hợp rắn Y.Chia hỗn hợp Y thành phần
- Phần tác dụng với dung dịch H2SO4 lỗng dư, sinh 3,08 lít khí H2 (đktc) - Phần tác dụng với dung dịch NaOH dư thu 0,84 lít khí H2 (đktc) Giá trị m là:
A 22,75 B.21,40 C.29,40 D.29,43
Bài 3: Câu 54 ĐH khối B năm 2007
Nung hỗn hợp bột gồm 15,2 gam Cr2O3 m gam Al nhiệt độ cao Sau phản ứng hoàn toàn thu 23,3 gam hỗn hợp rắn X Cho X tác dụng với dung dịch HCl dư thu V lít H2 (đktc) Giá trị V là:
A 7,84 B 4,48 C.3,36 D.10,08
Bài 4: Câu 47 CĐ khối A năm 2009
Để điều chế 78 gam Crom từ Cr2O3(dư) phương pháp nhiệt nhôm với hiệu suất phản ứng 90% khối lượng bột Al cần dùng tối thiểu là:
A 81,0 gam B.54,0 gam C.40,5 gam D.45,0 gam Bài 5: Câu 20 CĐ khối B năm 2009
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 (đktc) Sục khí CO2 dư vào dung dịch Y thu 39 gam kết tủa Giá trị m là:
A 45,6 B.48,3 C.36,7 D.57,0
Bài 6: Cho hỗn hợp A có khối l−ợng m gam gồm bột Al sắt oxit FexOy Tiến hành phản ứng nhiệt nhôm hỗn hợp A điều kiện khơng có khơng khí, đ−ợc hỗn hợp B Nghiền nhỏ, trộn B chia thành hai phần
Phần có khối l−ợng 14,49 gam đ−ợc hồ tan hết dung dịch HNO3 đun nóng, đ−ợc dung dịch C 3,696 lít khí NO (đktc) Cho
Phần cho tác dụng với l−ợng d− dung dịch NaOH đun nóng thấy giải phóng 0,336 lít khí H2 (đktc) cịn lại 2,52 gam chất rắn Các phản ứng xảy hoàn toàn a) Viết ph−ơng trình phản ứng xảy
b) Xác định công thức sắt oxit tính m Đề thi đại học khối B 2002 Bài 7: Đem m gam hỗn hợp A gồm Al oxyt Sắt chia thành hai phần nhau:
(5)Blog: http://vuducluan.tk Email: vuducluanltv@gmail.com - Phần hai thực phản ứng nhiệt nhơm hồn tồn, hỗn hợp thu sau phản
ứng cho tác dụng với dung dịch NaOH dư thu 0,1344 lít khí, tiếp tục cho dung dịch H2SO4 0,5M vào dư thu thêm 0,4032 lít khí dung dịch C Sau cho từ từ dung dịch Ba(OH)2 vào dung dịch C tới dư thu kết tủa D Đem nung kết tủa D khơng khí tới khối lượng khơng đổi thu 24,74 gam chất rắn E
a) Xác định CTPT oxyt Sắt, Tính giá trị m % theo khối lượng hỗn hợp A
b) Tính khối lượng chất E thể tích dung dịch H2SO4 dùng q trình thí nghiệm Biết khí đo đktc
Đại học xây dưng 1999 Bài 8: Hỗn hợp A gồm Al oxyt Sắt chia thành phần nhau:
- Phần 1: Cho tác dụng với dung dịch Ba(OH)2 dư thu 2,016 lít khí đktc - Phần Phần 3: Đem nung nóng nhiệt độ cao để thực phản ứng nhiệt
nhôm Sản phẩm thu sau nung phần hồ tan dung dịch NaOH dư thu chất rắn C khơng có khí bay Cho C phản ứng hết với dung dịch AgNO3 1M cần 120 ml Sau phản ứng thu 17,76 gam chất rắn dung dịch có Fe(NO)2 Sản phẩm thu sau A phần cho vào bình có lít dung dịch H2SO4 0,095M thu dung dịch D phần Sắt không tan
a) Xác định cơng thức Sắt oxyt, Tính khối lượng chất sau phản ứng nhiệt nhôm phần
b) Tính nồng độ mol chất dung dịch D, khối lượng Fe khơng tan Coi thể tích chất rắn khơng đáng kể, thể tích dung dịch thay đổi khơng đáng kể trình phản ứng, phản ứng xảy hồn tồn
Đại học giao thơng 2000 Bài 9: A B hỗn hợp chứa Al FexOy
Sau phản ứng nhiệt nhôm mẫu A thu 92,35 gam chất rắn C Hoà tan C dung dịch NaOH dư thấy có 8,4 lít khí bay cịn lại phần khơng tan D
Hoà tan 1/4 lượng chất D H2SO4 đặc nóng thấy tiêu tốn 60 gam axit H2SO4 98% (giả sử tạo thành loại muối Sắt (III))
a) Tính khối lượng Al2O3 tạo thành nhiệt nhôm mẫu A b) Xác định công thức FexOy
c) Tiến hành nhiệt nhôm 26,8 gam mẫu B sau làm nguội, hoà tan hỗn hợp thu dung dịch H2SO4 loãng dư, thấy 11,2 lít khí Tính khối lượng Al Sắt oxyt mẫu B đem nhiệt nhôm Biết phản ứng xảy hoàn toàn
(6)Blog: http://vuducluan.tk Email: vuducluanltv@gmail.com a) Xác định công thức phân tử Sắt oxyt tính m
b) Nếu cho 200 ml dung dịch HCl 1M tác dụng với dung dịch C đến phản ứng kết thúc thu 6,24 gam kết tủa số gam NaOH có dung dịch NaOH lúc đầu bao nhiêu? Đại học giao thông 2000 Bài 11: Nung 8,33 gam hỗn hợp Al, Fe2O3 , CuO sau thời gian hỗn hợp rắn B gồm có Cu, Fe Al2O3 chất ban đầu dư Cho B tác dụng vừa hết với 0,19 mol NaOH dung dịch,thu 2,016 lít khí H2 cịn lại hỗn hợp rắn Q Cho Q tác dụng với CuSO4 dư, thấy lượng chất rắn tăng thêm 0,24 gam so với khối lượng Q hỗn hợp rắn D Hòa tan hết D 760ml dung dịch HNO3 1M (vừa đủ) thu V lít No (Dddktc)
a) Tính khối lượng chất hỗn hợp A B
b) Tính V Viện dại học mở HN1999 Bài 12: Trôn 83 gam hỗn hợp bột Al, Fe2O3 CuO tiến hành phản ứng nhiệt nhơm giả sử lúc xảy phản ứng khử oxit kim loại thành kim loại chia hỗn hợp sau phản ứng thành phần có khối lượng trênh 66,4 gam
Lấy phần lớn hòa tan dung dịch H2SO4 dư thu 23,3856 lít H2 điều kiện tiêu chuẩn dung dịch X chất rắn Lấy 1/10 dung dịch X cho tác dụng vừa đủ với 200ml dung dịch KmnO4 0,018M (Biết môi trường axit Mn7+
bị khử thành Mn2+) Hòa tan phần nhỏ dung dịch NaOH dư thấy lại 4,736 gam chất rắn không tan
a) Viết phương trình phản ứng xảy
b) Cho biết hỗn hợp ban đầu số mol CuO gấp n lần số mol Fe2O3 , tính %(m) oxit kim loại Áp dụng cho n=3/2
Bài 13: Hịa tan hồn tồn oxit sắt H2SO4 đặc nóng người ta thu 2,24 lit SO2 điều kiện tiêu chuẩn; Phần dung dịch chứa 120 gam muối Fe
a) Xác định công thức oxit Fe
b) Trộn 10,8 ga bột Al với 34,8 g oxit tiến hành phản ứng nhiệt nhơm Giả sử lúc xảy phản ứng khử oxit sắt thành Fe Hòa tan hỗn hợp chất rắn sau phản ứng bawngf dung dịch H2SO4 20%(d=1,14 g/ml) thu 10,752 lít H2 (đktc) Tính hiệu suất phản ứng nhieetj nhơm thể tích tối thiểu dung dịch H2SO4 dùng Đề 37 Bài 14: Hỗn hợp A gồm Al, CuO, Fe3O4
a) Hoà tan hết a gam hỗn hợp A vào dung dịch HNO3 lỗng thu chất khí khơng màu hố nâu khơng khí tích 12,544 lít đktc
b) Mặt khác, đem nung khơng có khơng khí a gam hỗn hợp A ( giả sử có phản ứng khử trực tiếp oxyt kim loại kim loại) thu chất rắn B Cho chất rắn B tác dụng với dung dịch NaOH dư thu chất rắn C có khối lượng nhỏ khối lượng chất rắn B 24,48 gam có khí
c) Cho khí H2 tác dụng từ từ với chất rắn B đun nóng đến phản ứng kết thúc thu b gam hỗn hợp kim loại hết 12,096 lít H2 81,9oC 1,3 atm d) Tính % theo khối lượng chất hỗn hợp A