Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp gồm Al, Fe3O4, CuO bằng dung dịch H2SO4 đặc nóng dư thu được 21,84 lít khí SO2 (đktc). Mặt khác trộn đều m gam hỗn hợp trên, thực hiện phản ứng nhiệt nhôm hoàn toàn (trong điều kiện không có không khí) thu được hỗn hợp chất rắn A. Cho toàn bộ A tác dụng với dung dịch NaOH dư, sau phản ứng thu được 3,36 lít khí H2 (đktc) và chất rắn B. Cho toàn bộ chất rắn B tác dụng với lượng dư dung dịch HCl thu được m1 gam chất rắn và 10,08 lít khí H2 (đktc). Giá trị của m và m1 lần lượt là:
A. 63 và 9,6 B. 63 và 6,9
C. 36 và 9,6 D. 36 và 6,9
Câu trả lời tốt nhất
Đặt a, b, c là số mol Al, Fe3O4, CuO
Với H2SO4 đặc, nóng, dư, bảo toàn electron: 3a + b = 0,975.2 (1)
Sau nhiệt nhôm: nH2 = 0,15 —> nAl dư = 0,1
Do có Al dư nên các oxit bị khử hết.
nO = 4b + c —> nAl phản ứng = 2(4b + c)/3
—> nAl ban đầu = a = 0,1 + 2(4b + c)/3 (2)
Chất rắn b gồm Fe (3b) và Cu (c), với HCl:
nH2 = 3b = 0,45 (3)
(1)(2)(3) —> a = 0,6; b = 0,15; c = 0,15
—> m = 63
m1 = 64c = 9,6
Đặt số mol Al, Fe3O4, CuO lần lượt là x,y,z (mol)
Hỗn hợp hòa tan trong H2SO4 đặc nóng dư
=> Bảo toàn số mol electron trao đổi:
3x + y = 1,95 (mol) (1)
Phản ứng nhiệt nhôm xảy ra hoàn toàn mà hỗn hợp A tác dụng NaOH có khí thoát ra => Hỗn hợp A gồm: Fe: 3y (mol), Cu: z (mol), Al2O3: (4y + z)/3 (mol), Al: x – (8y + 2z)/3 (mol)
nH2=1,5nAl = 1,5x – 4y – z = 0,15 (mol) (2)
Hỗn hợp B gồm : Fe: 3y (mol), Cu: z (mol), tác dụng với HCl dư sinh khí H2 và chất rắn m1 là Cu và 0,45 mol khí H2
nH2 = nFe = 3y = 0,45 (mol) (3)
Giải hệ (1),(2),(3) ta được : x = 0,6 (mol), y = 0,15 (mol), z = 0,15 (mol)
Vậy m = 27.0,6 + 232.0,15 + 80.0,15 = 63 (gam)
m1 = mCu = 64.0,15 = 9,6 (gam)
Chọn đáp án A