Nung nóng m gam hỗn hợp A gồm bột Al và sắt oxit FexOy trong điều kiện không có không khí, được hỗn hợp B. Nghiền nhỏ, trộn đều B rồi chia làm hai phần. Phần 1 có khối lượng 14,49 gam được hòa tan hết trong dung dịch H2SO4 đặc, nóng, dư thu được dung dịch C và 5,544 lít khí SO2 duy nhất (điều kiện tiêu chuẩn). Phần 2 tác dụng với lượng dư dung dịch NaOH đun nóng, thấy giải phóng 0,336 lít khí H2 (điều kiện tiêu chuẩn) và còn lại 2,52 gam chất rắn. Các phản ứng đều xảy ra hoàn toàn.
a. Viết các phương trình phản ứng xảy ra?
b. Xác định công thức của oxit sắt và tính m?
AI GIÚP TÔI VỚI :(( , MAi TOOII THII RỒI :(((
Đáp án:
\(Fe_3O_4\)
Giải thích các bước giải:
Phản ứng xảy ra:
\(2yAl + 3F{e_x}{O_y}\xrightarrow{{{t^o}}}yA{l_2}{O_3} + 3xFe\)
Chia hỗn hợp sau phản ứng thành 2 phần:
Cho phần 2 tác dụng với \(NaOH\) giải phóng hidro, nên sau phản ứng chứa \(Al\) dư.
\(NaOH + Al + {H_2}O\xrightarrow{{}}NaAl{O_2} + \frac{3}{2}{H_2}\)
\(2NaOH + A{l_2}{O_3}\xrightarrow{{}}2NaAl{O_2} + {H_2}O\)
\({n_{{H_2}}} = \frac{{0,336}}{{22,4}} = 0,015{\text{ mol}} \to {{\text{n}}_{Al}} = \frac{2}{3}{n_{{H_2}}} = 0,01{\text{ mol}}\)
Rắn còn lại là \(Fe\) 2,52 gam
\({n_{Fe}} = \frac{{2,52}}{{56}} = 0,045{\text{ mol}}\)
Giả sử phần 1 gấp \(k\) lần phần 2.
Phần 1 chứa \(0,01k\) mol \(Al\); \(0,045k\) mol \(Fe\) và \(Al_2O_3\) a mol.
\( \to 0,01k.27 + 0,045k.56 + 102a = 14,49\)
Cho phần 1 tác dụng với \(H_2SO_4\) đặc nóng dư.
\(2Al + 6{H_2}S{O_4}\xrightarrow{{{t^o}}}A{l_2}{(S{O_4})_3} + 3S{O_2} + 6{H_2}O\)
\(2Fe + 6{H_2}S{O_4}\xrightarrow{{{t^o}}}F{e_2}{(S{O_4})_3} + 3S{O_2} + 6{H_2}O\)
\(A{l_2}{O_3} + 3{H_2}S{O_4}\xrightarrow{{}}A{l_2}{(S{O_4})_3} + 3{H_2}O\)
\( \to {n_{S{O_2}}} = \frac{3}{2}{n_{Al}} + \frac{3}{2}{n_{Fe}} = 0,01k.\frac{3}{2} + 0,045k.\frac{3}{2}\)
\( = 0,0825k = \frac{{5,544}}{{22,4}} = 0,2475 \to k = 3\)
\( \to a = 0,06{\text{ mol}}\)
\( \to x:y = 3x:3y = {n_{Fe}}:3{n_{A{l_2}{O_3}}} = 0,045.3:0,06.3 = 3:4\)
Vậy oxit cần tìm là \(Fe_3O_4\)
\(m = \frac{4}{3}{m_{{P_1}}} = \frac{4}{3}.14,49 = 19,32{\text{ gam}}\)