I. Tổng quát bài toán.
Chủ yếu dạng toán này chúng ta xét Một số lưu ý khi giải bài tập:
- Phản ứng nhiệt nhôm: Al + oxit kim loại oxit nhôm + kim loại
(Hỗn hợp X) (Hỗn hợp Y)
- Thường gặp:
+ 2Al + Fe2O3 Al2O3 + 2Fe
+ 2yAl + 3FexOy y Al2O3 + 3xFe
- Thường gặp 3 dạng toán chính
Loại 1: Phản ứng hoàn toàn (H=100%)
Loại 2: Xác định công thức của oxi sắt
Loại 3: Phản ứng ko hoàn toàn
Loại 1: H= 100%. Bài toán tìm thành phần và khối lượng X và Y
1> Phương pháp giải
Quan trọng nhất là các em xác định xem Al hết hay Al dư. Vậy làm sao biết Al hết hay dư dựa vào thành phần của hỗn hợp Y
+ Hỗn hợp Y chứa 2 kim loại → Al dư ; oxit kim loại hết
+ Hỗn hợp Y tác dụng với dung dịch bazơ kiềm (NaOH,…) giải phóng H2 → có Al dư
Chú ý: Nếu bài toán không biết Al hết hay dư ta phải làm 2TH.
2> Định luật thường dùng
+ Định luật bảo toàn khối lượng: mhhX = mhhY
+ Định luật bảo toàn nguyên tố (mol nguyên tử): nAl (X) = nAl (Y) ; nFe (X) = nFe (Y) ; nO (X) = nO (Y) .
+ Bảo toàn e cũng được nhưng ít dùng hơn.
VD 1: Lấy 26,8 g hh gồm và Fe2O3 thực hiện hoàn toàn phản ứng nhiệt nhôm, thu được chất rắn , cho chất rắn này hòa tan hoàn toàn trong dd HCl dư thấy thoát ra 11,2 lít khí H2(đo ở đktc).Hãy xác định thành phần % các chất trong hỗn hợp ban đầu.
BG:
2Al + Fe2O3 ® Al2O3 + 2Fe
nếu phản ứng xảy ra vừa đủ thì A chỉ có Fe tạo ra khí 0.5 mol khí H2.Nếu như vậy thì sẽ giải ra khối lượng hỗn hợp lớn hơn so với đề bài ® vô lý ð sẽ có Al dư cùng tạo khí H2.
gọi x, y là nFe2O3 và Al.
27x + 160y = 26.8
(x-2y)*3 + 4y = 1® 0.4 mol,y=0.1 mol ® chất trong hh đầu
VD 2: Lấy 93,9 (g) hỗn hợp X gồm Fe3O4và Alnung trong môi trường không có không khí. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được hỗn hợp Y. Chia Y làm hai phần không bằng nhau:
-Phần 1: Cho tác dụng với NaOH dư thu được 0,672 lít khí H2(đktc).
-Phần 2: Cho tác dụng với dung dịch HCl dư thu được 18,816 lít khí H2(đktc).
Tính % khối lượng các chất trong hỗn hợp X biết các phản ứng đều xảy ra hoàn toàn và với hiệu suất 100%
BG:
*phần 1:nAl =
do phản ứng xảy ra hoàn toàn nên Fe3O4 hết và Al dư.
gọi k là tỉ lệ số mol giữa nP1 : nP2.
gọi x là nFe và trong hỗn hợp thứ 1:
*phần 2: = 0.84 mol
k(0.02*3 + 2x) = 1.68
k(0.02*27 + 232x/3 + 27x*8/9) + 0.02*27 + 232x/3 + 27x*8/9 = 93.9« k(0.54 + 304x/3) + 0.54 + 304x/3 = 93.9« (k+1)(0.54 + 304x/3) = 93.9
thế k = 1.68/(0.02*3 + 2x) vào ta được :x = 0.18 mol.® k = 4.
nAl = (4+1)*(0.02 + 0.18 * 8/9) = 0.9 mol® mAl = 24.3 g® % Al ® % Fe3O4
VD 3: Cho hỗn hợp A gồm Al và sắt từ nung A ở nhiệt độ cao để phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được hỗn hợp B.Nghiền nhỏ bột B trộn đều.Chia hỗn hợp làm hai phần không bằng nhau:
P1:(ít hơn) cho tác dụng với NaOH dư thu được 1,176 lít khí (đktc).Tách riêng chất không tan đem hoà tan trong dung dịch HCl dư thu được 1,008 lít (đktc).
P2: (nhiều hơn) cho tác dụng với HCl dư thu được 6,552 lít khí (đktc)
a.Viết phương trình phản ứng hoá học.
b.Tính khối lượng hỗn hợp A và thành phần phần trăm của các chất có trong hỗn hợp A.
BG:
Ta để ý thấy sau phản ứng nhiệt nhôm sản phẩm cho qua NaOH(P1) thấy có khí bay lênð dư Al
