Lấy một hỗn hợp Al và Fe2O3 đem thực hiện phản ứng nhiệt nhôm trong điều kiện không có không khí. Sau khi phản ứng kết thúc, nghiền nhỏ, trộn đều rồi chia làm hai phần. Phần 1: Cho tác dụng với dung dịch NaOH dư thu được 8,96 lít khí H2 và còn lại phần không tan có khối lượng bằng 44,8 % khối lượng phần 1. Phần 2: Đem hòa tan hết trong HCI thì thu được 26,88 lit khí H2. Biết thể tích khí đều đo ở đktc và các phản ứng đều xảy ra hoàn toàn a)Tính khối lượng mỗi phần. b)Tính khối lượng từng chất trong hỗn hợp ban đầu.

- Vì phản ứng xảy ra hoàn toàn mà khi cho hỗn hợp vào dung dịch NaOH dư có thoát khí H2 nên ta khẳng định được hỗn hợp chất rắn sau phản ứng nhiệt nhôm gồm : Al dư, Al2O3 và Fe

              2Al + Fe2O3 → 2Fe + Al2O3 (1)

P1: 2Al + 2NaOH + 2H2O → 2NaAlO2 + 3H2↑ (2) 

     Theo bài ra ta có: $n_{H_{2}}$ = $\frac{8,96}{22,4}$ = 0,4 mol

     Theo PTHH (2) : $n_{Al_{dư}}$  = $\frac{2}{3}$$n_{H_{2}}$ = $\frac{4}{15}$ mol

       Al2O3 + 2NaOH → 2NaAlO2 + H2O (3)

⇒ Phần không tan là Fe : $m_{Fe}$ = 44,8% x $m_{P1}$ 

P2:   2Al +6HCl → 2AlCl3 + 3H2↑ (4)

         Fe + 2HCl → FeCl2 + H2↑ (5)

Theo bài ra ta có : $n_{H_{2}}$ = $\frac{26,88}{22,4}$  = 1,2 mol

Theo PTHH (4) và (5) :  $n_{Fe}$ + $\frac{3}{2}$$n_{Al_{dư}}$ = $n_{H_{2}}$

                        ⇒ $n_{Fe}$ = 1,2 - $\frac{3}{2}$ x $\frac{4}{15}$ = 0,8 mol

Khối lượng của Fe là : $m_{Fe}$ = 0,8 x 56 = 44,8 (g)

a) Khối lượng mỗi phần là : $m_{P1}$ = $m_{P2}$ = $\frac{m_{Fe}}{44,8%}$ = 100 (g)

b) Khối lượng từng chất trong hỗn hợp đầu: 
    $m_{Fe_{2}O_{3}{ban đầu}}$ = $\frac{0,8}{2}$ x 2 x 160  =128 (g)
    $m_{Al_{ban đầu}}$  = 2 x ($\frac{4}{15}$ + 0,8) x 27 = 57,6 (g) 

- Mình cũng không biết mình tính đúng không cơ :)) nhưng mà mình nghĩ là đúng á :) Theo trình tự như này mà làm thôi bạn, tự làm sẽ hay hơn và cũng như một ví dụ để làm các bài tương tự

Đáp án:

`a)`

`m_{P_1} = 50(g)`

`m_{P_2} = 75(g)`

`b)`

`m_{Fe_2O_3} = 80(g)`

`m_{Al} = 45(g)`

Giải thích các bước giải:

Vì hỗn hợp sau phản ứng chia thành hai phần rồi đem phần một hòa tan vào dd `NaOH` thây có khí `H_2` thoát ra ngoài `-> Fe_2O_3` bị khử hoàn toàn thành `Fe` và `Al` còn dư

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

`-` Phần `1:`

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

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

`n_{H_2} = (8,96)/(22,4) = 0,4(mol)`

Theo PT: `n_{Al} = 2/3 n_{H_2} = 4/(15) (mol)`

Gọi `n_{Al_2O_3} = a(mol)`

Theo PT: `n_{Fe} = 2n_{Al_2O_3} = 2a(mol)`

`-> (2a.56)/(2a.56 + 102a + 4/(15) .27) .100\% = 44,8\%`

`<=> a = 0,2(mol)`

`-` Phần `2:`

Đặt hệ số tỉ lệ (P_2)/(P_1) = k`

`n_{Al} = (4k)/(15) (mol)`

`n_{Fe} = 0,4k(mol)`

`n_{Al_2O_3} = 0,2k(mol)`

`Al_2O_3 + 6HCl -> 2AlCl_3 + 3H_2`

`2Al + 6HCl -> 2AlCl_3 + 3H_2`

`Fe + 2HCl -> FeCl_2 + H_2`

`n_{H_2} = (26,88)/(22,4) = 1,2(mol)`

Theo PT: `n_{H_2} = 3/2 n_{Al} + n_{Fe}`

`-> 0,4k + 0,4k = 1,2`

`<=> k = 1,5`

`m_{P_1} = 0,2.102 + 0,4.56 + 4/(15) . 27 = 50(g)`

`m_{P_2} = 1,5.50 = 75(g)`

`b)`

Ta có hệ số tỉ lệ: (\text{hỗn hợp ban đầu})/(P_1) = (P_1 + P_2)/(P_1) = (P_1 + 1,5P_1)/(P_1) = 2,5`

`=>` Hỗn hợp ban đầu có:

`n_{Fe} = 0,4.2,5 = 1(mol)`

`n_{Al} = 4/(15) . 2,5 = 2/3 (mol) `

`n_{Al_2O_3} = 0,2.2,5 = 0,5(mol)`

Bảo toàn nguyên tố `Fe: n_{Fe_2O_3} = 1/2 n_{Fe} = 0,5(mol)`

`=> m_{Fe_2O_3} = 0,5.160 = 80(g)`

Bảo toàn nguyên tố `Al: n_{Al} = n_{Al} + 2n_{Al_2O_3} = 5/3 (mol)`

`=> m_{Al} = 5/3 . 27 = 45(g)`