Phần 2: Bài tập Phản ứng nhiệt nhôm

Bài 1: Trộn 8,1 gam Al và 48 gam Fe₂O₃ rồi cho tiến hành phản ứng nhiệt nhôm trong điều kiện không có không khí, kết thúc thí nghiệm thu được m gam hỗn hợp rắn. Giá trị của m là:

A. 56,1 gam.        B. 61,5 gam        C. 65,1 gam        D. 51,6 gam

Bài 2: Dùng m gam Al để khử hoàn toàn một lượng Fe₂O₃ sau phản ứng thấy khối lượng oxit giảm 0,58 g. Hỏi lượng nhôm đã dùng m là:

A. m = 0,27 g        B. m = 2,7g        C. m = 0,54 g        D. m = 1,12 g.

Bài 3: Hỗn hợp X gồm Fe₃O₄ và Al có tỉ lệ mol tương ứng 1 : 3. Thực hiện phản ứng nhiệt nhôm X (không có không khí) đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được hỗn hợp gồm:

A. Al, Fe, Fe₃O₄ và Al₂O₃        B. Al₂O₃, Fe và Fe₃O₄.

C. Al₂O₃ và Fe.        D. Al, Fe và Al₂O₃.

Bài 4: Tiến hành phản ứng nhiệt nhôm hỗn hợp X gồm Fe₂O₃ và Al trong điều kiện không có không khí thu được hỗn hợp chất rắn Y. Cho Y tác dụng với dung dịch NaOH dư sẽ thu được 0,3 mol H₂. Mặt khác nếu cho Y tác dụng với dung dịch HCl dư sẽ thu được 0,4 mol H₂. Số mol Al trong X là:

A. 0,3 mol        B. 0,6 mol        C. 0,4 mol        D. 0,25 mol

Bài 5: Nung m gam hỗn hợp Al, Fe₂O₃ đến phản ứng hoàn toàn thu được hỗn hợp rắn Y. Chia Y làm 2 phần bằng nhau. Phần 1 tác dụng với dung dịch H₂SO₄ loãng dư, sinh ra 3,08 lít khí H₂ ở đktc. Phần 2 tác dụng với dung dịch NaOH dư, sinh ra 0,84 lít khí H₂ ở đktc. Giá trị của m là:

A. 21,40        B. 29,40        C. 29,43        D. 22,75

Bài 6: Hỗn hợp X gồm Al, Fe₂O₃ có khối lượng 21,67 gam. Tiến hành phản ứng nhiệt nhôm trong điều kiện không có không khí (giả sử chỉ xảy ra phản ứng khử Fe₂O₃ thành Fe). Hòa tan hỗn hợp chất rắn sau phản ứng bằng dung dịch NaOH dư thu được 2,016 lít khí H₂ (đktc) và 12,4 gam chất rắn không tan. Hiệu suất của phản ứng nhiệt nhôm là:

A. 45%        B. 50%        C. 71,43%        D. 75%

Bài 7: Có 9,66 gam hỗn hợp bột nhôm và Fe₃O₄. Tiến hành nhiệt nhôm hoàn toàn rồi hòa tan hết hỗn hợp sau phản ứng bằng dung dịch HCl được 2,688 lít H₂ (đktc). Khối lượng nhôm trong hỗn hợp ban đầu là?

A. 2,16        B. 2,7        C. 2,88        D. 0,54

Bài 8: Nung hỗn hợp gồm 15,2 gam Cr₂O₃ (Cr = 52) và m gam Al. Sau phản ứng hoàn toàn, được 23,3 gam hỗn hợp rắn X. Cho toàn bộ X phản ứng với axit HCl dư thoát ra V lít H₂ (đktc). Tính giá trị của V?

A. 2,24 lit        B. 3,36 lit        C. 7,84 lit        D. 1,12 lit

Bài 9: khi nung hoàn toàn hỗn hợp A gồm x gam Al và y gam Fe₂O₃ thu được hỗn hợp B. Chia B thành hai phần bằng nhau: Phần 1 tan trong dung dịch NaOH dư, không có khí thoát ra và còn lại 4,4 gam chất rắn không tan. Phần 2 trong dung dịch H₂SO₄ loãng dư thu được 1,12 lít khí(đktc). Giá trị của y là

A. 5,6 gam        B. 11,2 gam        C. 16 gam        D. 8 gam

Bài 10: Nung Al và Fe₃O₄ (không có không khí, phản ứng xảy ra hoàn toàn) thu được hỗn hợp A. Nếu cho A tác dụng với dung dịch KOH dư thì thu được 0,672 lít khí (đktc). Nếu cho A tác dụng với H₂SO₄ đặc, nóng dư được 1,428 lít SO₂ duy nhất (đktc). % khối lượng Al trong hỗn hợp ban đầu là:

A. 33,69%        B. 26,33%        C. 38,30%        D. 19,88%

Đáp án và hướng dẫn giải

Bài 1:

Theo định luật bảo toàn khối lượng ta có:

∑ m_{truoc pư} = ∑ m_{sau pư}

⇔ m_Al + m_Fe2O3 = m_{hh ran sau}

⇔ 8,1 + 48 = 56,1 = mhh ran sau

⇒ Chọn A.

Bài 2:

2Al + Fe₂O₃ → Al₂O₃ + 2Fe

2a………a…………a………………..mol

Theo bài ta có:

m_Fe2O3 - m_Al2O3 = 0,58g

⇔ 160a - 102a = 0,58g

⇔ 58a = 0,58

⇔ a = 0,01 mol

⇒ n_Al = 2a = 0,02 mol

⇒ m_Al = 0,02.27 = 0,54g

⇒ Chọn C.

Bài 3:

Theo bài, ta giả sử số mol của Fe₃O₄ là 1 mol, của Al là 3 mol.

                8Al + 3Fe₃O₄ → 4Al₂O₃ + 9Fe

Ban đầu 3…………1………………………………mol

Phản ứng 2,67……..1……...........1,33…….3….mol

Sau phản ứng 0,33………0………….1,33……3……mol

Vậy sau phản ứng hỗn hợp gồm có Al dư, Al₂O₃, Fe.

⇒ Chọn D.

Bài 4:

Vì Y tác dụng với NaOH sinh ra khí H₂ nên có Al còn dư → Fe₂O₃ phản ứng hết.

Vậy Y gồm có Al dư, Al₂O₃ và Fe.

- Y tác dụng với NaOH sinh khí H₂.

2Al + 2NaOH + 2H₂O → 2NaAlO₂ + 3H₂ (1)

- Y tác dụng với HCl sinh khí H₂.

2Al + 6HCl → 2AlCl₃ +3H₂ (2)

Fe + HCl → FeCl₂ + H₂ (3)

⇒ n_H2(2) = 3/2 n_{Al dư} = 3/2 . 0,2 = 0,3 mol

⇒ n_H2(3) = n_Fe = n_H2 - n_H2(2) = 0,4-0,3= 0,1 mol

- Phản ứng nhiệt nhôm:

2Al + Fe₂O₃ → Al₂O₃ + 2Fe (4)

Theo phản ứng (4) ta có:

⇒ n_{Al ban đầu} = n_{Al dư} + n_{Al pư} = 0,2+0,1 = 0,3 mol → m↓ = m_Al(OH)3 = 0,1.78 = =7,8g

⇒ Chọn A.

Bài 5:

2Al + Fe₂O₃ → Al₂O₃ + 2Fe

n_H2(p1) = 3,08/22,4 = 0,1375 mol

n_H2(p2) = 0,84/22,4 = 0,0375 mol

Thấy phần 2 tác dụng với NaOH sinh ra khí, suy ra sản phẩm có Al dư.

Vậy rắn Y gồm Al₂O₃, Fe và Al dư.

Phần 2:

2Al + 2NaOH + 2H₂O → 2NaAlO₂ + 3H₂

Theo PTPU ta có:

n_{Al (p2)} = 2/3 n_H2(p2) = 2/3 . 0,0375 = 0,025 mol

⇒ n_Al(p1) = n_Al(p2) = 0,025 mol

Phần 1:

Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂ (*)

2Al + 3H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 3H₂ (**)

Theo (**) ta có:

n_H2(**) = 3/2 n_Al(p1) = 3/2 . 0,025 = 0,0375 mol

⇒ n_H2(*) = n_H2(p1) - n_H2(**) = 0,1375 - 0,0375 = 0,1 mol

⇒ n_{Fe (p1)} = n_H2(*)=0,1 mol

⇒ n_{AL pư} = n_{Fe sp} = 0,2 mol

⇒ n_Fe2O3 = 1/2 . n_{Fe sp} = 1/2 . 0,2 = 0,1 mol

⇒ m_hh = m_Fe2O3 + m_{Al (pư)} + m_Al(dư) = 0,1.160+0,05.27+0,2.27=22,75g

⇒ Chọn D.

Bài 6:

2Al + Fe₂O₃ → Al₂O₃ + 2Fe

Sau phản ứng cho hỗn hợp rắn tác dụng với dd NaOH thấy có khí thoát ra, suy ra có Al dư.

Vậy hỗn hợp rắn: Fe, Al₂O₃, Al (dư) và Fe₂O₃ (nếu dư).

Theo định luật bảo toàn khối lượng, ta có:

m_X = m _{ran tan} - m_{ran khong tan}

⇒ m _{ran tan} = m_X - m_{ran khong tan} = 21,67 - 12,4 = 9,27g

Mà m_{ran tan} = m_Al(dư) + m_Al2O3

2Al + 2NaOH + 2H₂O → 2NaAlO₂ + 3H₂ (1)

Theo PTHH (1), ta có:

⇒ m_Al(dư) = 0,06.27 = 1,62g

⇒ m_Al2O3 pư = m _{ran tan} - m_Al(dư) = 9,27-1,62=7,65 g

⇒ n_Al2O3(pư) = 0,075mol

⇒ n_Al(pư) = n_Fe(sp) = 2.n_Al2O3(pư) = 0,075.2 = 0,15 mol

Ta có:

m _{ran khong tan} = m_{Fe (sp)} = m_{Fe2O3(neu dư)}

⇒ m_{Fe2O3(neu dư)}=12,4-0,15.56 = 4g

⇒ n_Fe2O3 dư = 4/160 = 0,025 mol

Giả sử phản ứng hoàn toàn thì Al sẽ dư → Tính hiệu suất phản ứng nhiệt nhôm theo Fe₂O₃.

⇒ H = 0,075.100/0,1 = 75%

⇒ Chọn D.

Bài 7:

8Al + 3Fe₃O₄ → 4Al₂O₃ + 9Fe (1)

TH1: Al dư, vậy hỗn hợp sau phản ứng là: Al₂O₃, Fe, Al dư.

Gọi x và y lần lượt là số mol Al phản ứng và số mol Al dư.

2Al + 6HCl → 2AlCl₃ +3H₂ (2)

Fe + HCl → FeCl₂ + H₂ (3)

Theo PTHH (1), ta có:

n_Fe3O4 = 3/8 . x, n_Fe = 9/8 . x

Theo PTHH (2) và (3), ta có:

n_H2(2) = 3/2 . y

n_H2(3) = 9/8 . x

Từ trên ta có hệ pt:

⇒ n_Al(bđ) = n_Al(pư) + n_Al(dư) = x+y = 0,08+0,02=0,1 mol

⇒ m_Al(bđ) = 0,1.27 = 2,7g

TH₂: Fe₃O₄ dư, suy ra hỗn hợp sau phản ứng: Al₂O₃, Fe, Fe₃O₄ dư.

Gọi a, b là số mol Al phản ứng và số mol Fe₃O₄ dư.

Theo PTHH (1) ta có:

n_Fe3O4(pư) = 3/8 . a, n_Fe(sp) = 9/8 . a

Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂ (4)

Theo PTHH (4), ta có:

n_Fe(sp) = n_H2 = 9a/8 = 2,688/22,4 = 0,12 mol

⇒ a = 8/75 mol

⇒ b = 0,01(loại)

Vậy khối lượng Al ban đầu là 2,7 gam

⇒ Chọn B.

Bài 8:

Theo định luật bảo toàn khối lượng, ta có:

m_Cr2O3 + m_Al = m_{hh ran(sau pư)}

m_Al = m_{hh ran(sau pư)} - m_Cr2O3

m_Al = 23,3 -15,2 = 8,1g

⇒ n_Al = 0,3 mol

⇒ n_Cr2O3 = 15,2/152 = 0,1 mol

        2Al + Cr₂O₃ → Al₂O₃ + 2Cr

Bđ:     0,3    0,1

Pư:     0,2    0,1            0,1            0,2

Sau pư: 0,1    0               0,1            0,2

Hỗn hợp sau phản ứng là Al dư (0,1 mol), Al₂O₃ (0,1 mol), Cr (0,2 mol).

2Al + 6HCl → 2AlCl₃ +3H₂

0,1……………………………..0,15

Cr + 2HCl → CrCl₂ + H₂

0,2…………………………..0,2

⇒ n_H2 = 0,15+0,2 = 0,35 mol ⇒ V_H2= 0,35.22,4=7,84 lit

⇒ Chọn C.

Bài 9: Tương tự bài 4.

Lưu ý:Từ dữ liệu đề bài, ta suy ra hh B: Al₂O₃, Fe, Fe₂O₃ (nếu dư)

⇒ Chọn B.

Bài 10: Tương tự bài 4.

Lưu ý: Từ dữ kiện đề bài, ta suy ra sau phản ứng nhiệt nhôm hỗn hợp rắn thu được là: Al dư, Fe, Al₂O₃.

2Al +6H₂SO₄ (đ,n) → Al₂(SO₄)₃ + 3SO₂ + 6H₂O

2Fe + 6H₂SO₄ (đ,n) → Fe₂(SO₄)₃ + 3SO₂ + 6H₂O

⇒ Chọn C.

Được cập nhật: 18 tháng 4 lúc 12:08:28 | Lượt xem: 372