Trộn 54g Al với 320g Fe2O3 rồi tiến hành nhiệt nhôm (không có mặt O2). Giả sử xảy ra phản ứng khử Fe2O3 thành Fe. Sau phản ứng làm nguội hỗn hợp và chia thành hai phần chênh lệch nhau 187g. 1. Hòa tan phần lớn hơn bằng dung dịch HCl dư thấy thoát ra 35,28 lít H2 (ở đktc). Tính hiệu suất phản ứng nhiệt nhôm. 2. Hòa tan phần nhỏ hơn bằng dung dịch NaOH dư. Hỏi có bao nhiêu lít khí thoát ra và còn lại bao nhiêu gam chất rắn.

Đáp án:

`1)30\%`

`2)11,76(l);76,4(g)`

Giải thích các bước giải:

`1)`

`n_{Al} = (54)/(27) = 2(mol)`

`n_{Fe_2O_3} = (320)/(160) = 2(mol)`

Đặt `n_{Al(pư)] = a(mol)`

$2Al + Fe_2O_3 \xrightarrow{t^o} Al_2O_3 + 2Fe$

`a -> 0,5a -> 0,5a -> a`

Xét tỉ lệ: `2/2 < 2/1 ->` Hiệu suất tính theo `Al`

Sau phản ứng có: 

`n_{Al(dư)} = 2 - a (mol)`

`n_{Fe_2O_3(dư)} = 2 - 0,5a (mol)`

`n_{Al_2O_3} = 0,5a(mol)`

`n_{Fe} = a (mol)`

Áp dụng ĐLBTKL:

`m_{\text{chất rắn sau phản ứng}} = m_{Al} + m_{Fe_2O_3} = 54 + 320 = 374(g)`

`-` Xét phần lớn: `m = (374 + 187)/2 = 280,5(g)`

Ta có: `(280,5)/(374) = 0,75`

`-> n_{Al} =0,75.(2-a) = 1,5 - 0,75a (mol)`

`n_{H_2} = (35,28)/(22,4) = 1,575(mol)`

`Al_2O_3 + 2NaOH -> 2NaAlO_2 + H_2O`

`2Al + 2NaOH + 2H_2O -> 2NaAlO_2 + 3H_2`

Theo PT: `n_{Al} = 2/3 n_{H_2 = 1,05 (mol)`

`-> 1,5 - 0,75a = 1,05`

`<=> a = 0,6(mol)`

`-> H = (0,6)/2 .100\% = 30\%`

`2)`

Chất rắn ban đầu có:

`n_{Al} = 2 - 0,6 = 1,4(mol)`

`n_{Fe_2O_3} = 2 - 0,5.0,6 = 1,7(mol)`

`n_{Fe} = 0,6(mol)`

`n_{Al_2O_3} = 0,5.0,6= 0,3(mol)`

Khối lượng phần bé: `374 - 280,5 = 93,5(g)`

Ta có: `(93,5)/(374) = 0,25`

`-` Xét phần bé:

`n_{Al} = 0,25.1,4 = 0,35(mol)`

`n_{Fe_2O_3} = 1,7.0,25 = 0,425(mol)`

`n_{Fe} = 0,6.0,25 = 0,15(mol)`

`Al_2O_3 + 2NaOH -> 2NaAlO_2 + H_2O`

`2Al + 2NaOH + 2H_2O -> 2NaAlO_2 + 3H_2`

`0,35 -> 0,35 -> 0,35 -> 0,35 -> 0,525`

`-> V_{H_2} = 0,525.22,4 = 11,76(l)`

`m_{\text{chất rắn}} = 0,425.160 + 0,15.56 = 76,4(g)`