Câu hỏi
Tiến hành phản ứng nhiệt nhôm hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm Al và FeaOb (trong điều kiện không có không khí) thu được hỗn hợp Y. Nghiền nhỏ, trộn đều hỗn hợp Y rồi chia thành hai phần:
- Phần 1 có khối lượng 14,49 gam gam được hòa tan hết trong dung dịch HNO3 dư, đun nóng thu được dung dịch Z và 0,165 mol khí NO (sản phẩm khử duy nhất).
- Phần 2 tác dụng với dung dịch NaOH dư, đun nóng thu được 0,015 mol khí H2 và còn lại 2,52 gam chất rắn (biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thể tích các khí đo ở điều kiện tiêu chuẩn).
Công thức của FeaOb và giá trị của m là:
- A Fe3O4 và 28,98
- B Fe2O3 và 28,98
- C Fe3O4 và 19,32
- D FeO và 28,98
Phương pháp giải:
Phần 2: nH2 → nAl dư
Do Al dư nên oxit sắt bị khử hết → Chất rắn còn lại là Fe
Phần 1: có cùng tỉ lệ số mol như phần 2
Áp dụng định luật bảo toàn electron để tìm số mol Al, Fe và Al2O3 có trong hỗn hợp Y.
Có nAl, nFe suy ra nO trong FeaOb. Từ đó suy ra công thức của oxit sắt.
Giá trị m = mphần 1 + mPhần 2
Lời giải chi tiết:
Phần 2: nH2 = 0,015 mol → nAl dư = 0,01 mol
Do Al dư nên oxit sắt bị khử hết → Chất rắn còn lại là Fe: 2,52 gam → nFe = 0,045 mol
Phần 1: có cùng tỉ lệ số mol như phần 2 nên nAl = x mol; nFe = 4,5x mol và mAl2O3 = y mol
→ 27x + 56.4,5x + 102y = 14,49 gam
Áp dụng định luật bảo toàn electron ta có: 3.nAl + 3.nFe = 3.nNO
→ 3x+ 3.4,5x = 3.0,165
Giải hệ ta có: x = 0,03 và y = 0,06
Vậy phần 1 gấp 3 lần phần 2
Suy ra m = mX = 14,49 + 14,49/3 = 19,32 gam
Xét phần 1: Bảo toàn nguyên tố Al ta có: nAl = nAl dư + 2.nAl2O3 = x+ 2y = 0,15 mol
Ta có: nFe = 4,5x = 0,135 mol
Suy ra mO = 14,49 - mAl - mFe = 14,49- 0,15.27- 0,135.56 = 2,88 gam suy ra nO = 0,18 mol
→ Tỉ lệ a : b = nFe : nO = 0,135 : 0,18 = 3:4
Suy ra công thức oxit là Fe3O4
Đáp án C
Câu hỏi trước
