Hỗn hợp X gồm Al , FexOy . Tiến hành phản ứng hoàn toàn m(g) hỗn hợp X trong điều kiện ko có ko khí thu đc hỗn hợp Y . Chia Y thành 2 phần . P1 cho tác dụng với dung dịch NaOH dư thu được 0,504 lít H2 (đktc) và còn lại 2,52 (g) chất rắn ko tan . P2 có khối lượng 14,895 (g) , cho tác dụng với dung dịch HCl dư thu được 4,536 lít H2 (đktc)
1. Tính giá trị của m
2. Xác định CTHH của oxit sắt
Đáp án:
1. 19,86
2.CTHH: $Fe_3O_4$
Giải thích các bước giải:
Phần 1: Do sản phẩm phản ứng được với NaOH tạo khí ⇒ Al dư, oxit sắt hết
Fe không phản ứng với NaOH ⇒ ở phần 1: $m_{Fe}=2,52g⇒ n_{Fe}=\dfrac{2,52}{56}=0,045\ mol$
$2Al+2NaOH+2H_2O\to 2NaAlO_2+3H_2$
$Al_2O_3+2NaOH\to 2NaAlO_2+H_2O$
⇒ $n_{Al\ dư}=\dfrac{2}{3}.n_{H_2}=\dfrac{2}{3}.\dfrac{0,504}{22,4}=0,015\ mol$
Nếu cho hỗn hợp tác dụng với HCl
$2Al+6HCl\to 2AlCl_3+3H_2\\Fe+2HCl\to FeCl_2+H_2$
⇒$n_{H_2}=\dfrac{3}{2}.n_{Al}+n_{Fe}=\dfrac{3}{2}.0,015+0,045=0,0675\ mol$
Phần 2: $n_{H_2}=\dfrac{4,536}{22,4}=0,2025=3.0,0675$ ⇒ Phần 2 có lượng chất gấp 3 phần 1
⇒ Khối lượng X ban đầu là:
1. $m=14,895.\dfrac{4}{3}=19,86g$
2. $m_{P_1}=14,895 : 3=4,965g$
PTHH: $2yAl+3Fe_xO_y\xrightarrow{t^o}3xFe+yAl_2O_3$
Từ PTHH ⇒ $n_{Al_2O_3}=\dfrac{y}{3x}.n_{Fe}=0,015\dfrac{y}{x}$
Bảo toàn khối lượng, ta có:
$4,965 =m_{Al\ dư}+m_{Fe}+m_{Al_2O_3}=0,015.27 + 2,52 +102. 0,015\dfrac{y}{x}\\⇒\dfrac{y}{x}=\dfrac{4}{3}$
⇒ CTHH: $Fe_3O_4$