Cộng đồng chia sẻ tri thức Lib24.vn

Chủ đề 7: Phản ứng nhiệt nhôm

Gửi bởi: Phạm Thọ Thái Dương 23 tháng 3 2020 lúc 16:54:53


Lý thuyết và Phương pháp giải

    Dựa vào phản ứng:

    2yAl + 3MxOy → yAl2O3 + 3xM

    M là các kim loại có tính khử trung bình và yếu.

    2yAl + 3FexOy → yAl2O3 + 3xFe

    - Các trường hợp có thể xảy ra:

        + Hiệu suất phản ứng H = 100% (phản ứng xảy ra hoàn toàn). Nếu cho sản phẩm tác dụng với dung dịch kiềm có H2 thoát ra, thì sản phẩm có Al dư, Fe và Al2O3.

        + Hiệu suất H < 100% ( phản ứng xảy ra không hoàn toàn). Khi đó sản phẩm có Al dư, Al2O3, FexOy dư, Fe.

Ví dụ minh họa

Bài 1: Sau khi thực hiện phản ứng nhiệt nhôm với Fe3O4 thu được chất rắn A và nhận thấy khối lượng nhiệt nhôm tăng 0,96(g). Cho A tác dụng với dung dịch NaOH dư thu được 0,672 lít khí (đktc), (giả sử các phản ứng đều xảy ra với hiệu suất 100%). Khối lượng của A là:

    A. 1,08g         B. 1,62g         C. 2,1g         D. 5,1g

Hướng dẫn:

    8Al + 3Fe3O4 −→ 9Fe + 4Al2O3

    Khối lượng nhôm tăng chính là khối lượng của nguyên tố oxi.

    nO (trong Al2O3) = 0,96/16 = 0,06 mol

    nAl2O3 = 1/3 n O= 0,06/3 = 0,02 mol

    Theo phản ứng: nFe = 9/4 .nAl2O3 = 9/4.0,02 = 0,045 mol

    Hỗn hợp A sau phản ứng tác dụng với NaOH dư tạo ra khí H2. Chứng tỏ sau phản ứng nhiệt nhôm, nhôm còn dư:

    Ta có: nH2 = 0,672/22,4 = 0,03 mol

    Vậy: mA = mAl dư + mAl2O3 = 0,02.27 + 0,045.56 + 0,02.102 = 5,1 (g)

Bài 2: Trộn 0,81 gam bột Al với bột Fe2O3 và CuO rồi nung nóng để tiến hành phản ứng nhiệt nhôm, thu được hỗn hợp X. Hòa tan X trong dung dịch HNO3 loãng, nóng, thu được V lit khí NO (đktc). Giá trị của V là:

    A. 0,224 lit         B. 2,24 lit.

    C. 6,72 lit         D. 0,672 lit

Hướng dẫn:

    Ta có: nA1 = 0,03 (mol)

    Các phương trình phản ứng:

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

    2Al + 3CuO → Al2O3 + 3Cu         (2)

    Gọi số mol Al tham gia phản ứng (1) là x, tham gia phản ứng (2) là y.

    Theo (1): nFe = nAl = x (mol)

    Theo (2): nCu = 3/2 nAl = 3/2.y (mol)

    Fe + 4HNO3 loãng → Fe(NO3)3 + NO + 2H2O         (3)

    3Cu + 8HNO3 loãng → 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O         (4)

    Theo (3): nNO/( 3) = nFe = x (mol).

    Theo (4): nNO/(4) = 2/3 .nCu = 2/3 .x. 3/2 .x .y = y(mol)

    ⇒ nNO = x + y = 0,03 (mol) ⇒ VNO = 0,03 x 22,4 = 0,672 (lit).

Bài 3: Trộn 5,4g bột Al với 17,4g bột Fe3O4 rồi tiến hành phản ứng nhiệt nhôm (giả sử chỉ xảy ra phản ứng khử Fe2O3 thành Fe). Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp rắn sau phản ứng bằng dung dịch H2SO4 loãng, dư thì thu được 5,376 lít H2 (dktc). Hiệu suất của phản ứng nhiệt nhôm là:

    A. 62,5%         B. 60%         C. 20%         D. 80%

Hướng dẫn:

    Ta có:

    Gọi số mol Fe3O4 phản ứng là x mol

    Vì hiệu suất không đạt 100% nên cả Al và Fe3O4 đều chưa phản ứng hết.

    Hỗn hợp rắn sau phản ứng gồm Al dư, Fe3O4 dư, Al2O3 và Fe.

    Theo phản ứng: nAl phản ứng = 8/3 x mol ⇒ nAl dư = (0,2 - 8/3 x) mol

    Vậy H = 0,06/0,075.100% = 80%


Được cập nhật: 26 tháng 3 lúc 2:49:23 | Lượt xem: 514