Cho hỗn hợp A gồm bột Nhôm và một oxit sắt. Chia A thành 3 phần bằng nhau và làm các thí nghiệm sau :
– Cho phần 1 vào 150ml dung dịch hỗn hợp HCl 0,1M + H₂SO₄ 0,15M thu được dung dịch B và 0,336 lít khí H₂.
– Đem thực hiện phản ứng nhiệt nhôm phần 2 trong điều kiện không có không khí. Lấy hỗn hợp thu được sau phản ứng tác dụng với dung dịch NaOH dư thu được dung dịch C, kết tủa D và 0,0672 lít khí H₂.
– Cũng thực hiện phản ứng nhiệt nhôm phần 3 như trên nhưng hỗn hợp thu được sau phản ứng cho tác dụng với 150ml dung dịch hỗn hợp HCl 0,15M + H₂SO₄ 0,15M thu được dung dịch E và 0,2688 lít khí H₂ .
Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn, các thể tích khí đo ở điều kiện tiêu chuẩn .
a) Xác định công thức hóa học của oxit sắt và tính phần trăm khối lượng các chất trong A.
b) Thêm vào dung dịch B 270ml hỗn hợp NaOH 0,14M và Ba(OH)₂ 0,05M , lọc kết tủa nung trong không khí đến khối lượng không đổi thu được chất rắn . Tính khối lượng chất rắn .
c) Để trung hòa lượng axit dư trong E cần dùng ít nhất bao nhiêu ml hỗn hợp NaOH 0,14M và Ba(OH)₂ 0,05M.
Câu trả lời tốt nhất
a.
Phần 1: nH2 = 0,015 —> nAl ban đầu = 0,01
Phần 2: nH2 = 0,003 —> nAl dư = 0,002
—> nAl phản ứng nhiệt nhôm = 0,008
—> nAl2O3 = 0,004 —> nO = 0,012
Phần 3: nH2 = 0,012 = 1,5nAl dư + nFe
—> nFe = 0,009
—> nFe : nO = 0,009 : 0,012 = 3 : 4 —> Oxit là Fe3O4 (0,003 mol)
b.
nHCl = 0,015; nH2SO4 = 0,0225
Dung dịch B chứa Al3+ (0,01), Fe2+ (0,003), Fe3+ (0,006), Cl- (0,015), SO42- (0,0225), bảo toàn điện tích —> nH+ = 0,006
nNaOH = 0,0378; nBa(OH)2 = 0,0135
—> nOH- = 0,0648; nBa2+ = 0,0135
Ba2+ + SO42- —> BaSO4
H+ + OH- —> H2O
Al3+ + 3OH- —> Al(OH)3
Fe2+ + 2OH- —> Fe(OH)2
Fe3+ + 3OH- —> Fe(OH)3
Al(OH)3 + OH- —> AlO2- + 2H2O
—> Kết tủa gồm Al(OH)3 (0,0052), Fe(OH)2 (0,003), Fe(OH)3 (0,006), BaSO4 (0,0135)
Nung kết tủa ngoài không khí tạo Al2O3 (0,0026), Fe2O3 (0,0045), BaSO4 (0,0135)
—> m rắn = 4,1307 gam
c.
nHCl = nH2SO4 = 0,0225
Dung dịch E chứa Al3+ (0,01), Fe2+ (0,009), Cl- (0,0225), SO42- (0,0225), bảo toàn điện tích —> nH+ = 0,0195
nNaOH = 0,14V; nBa(OH)2 = 0,05V
—> nOH- = 0,24V = 0,0195
—> V = 0,08125 lít = 81,25 ml