Cho hỗn hợp X gồm bột Al và một oxit sắt. Thực hiện phản ứng nhiệt nhôm (giả sử chỉ có phản ứng khử oxit sắt thành Fe) thu được hỗn hợp B. Cho hỗn hợp B vào lượng dư dung dịch NaOH thu được 6,048 lít khí H2 (đktc), dung dịch D và m gam chất rắn E. Chia dung dịch D thành 3 phần bằng nhau:
– Cho 0,32 lít dung dịch HCl 1M vào phần 1 thu được 2a gam kết tủa.
– Cho 1,02 lít dung dịch HCl 1M vào phần 2 thu được a gam kết tủa.
– Cho dung dịch FeCl3 dư vào phần 3 thu được 38,38 gam kết tủa.
Cho m gam chất rắn E tan hết vào dung dịch H2SO4 đặc, nóng. Sau phản ứng thu được dung dịch chỉ chứa 143,28 gam muối và thoát ra 22,848 lít khí SO2 (đktc). Xác định công thức của oxit sắt và thành phần phần trăm khối lượng của các chất trong hỗn hợp X. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn và khi cho FeCl3 vào dung dịch NaAlO2 sinh ra 2 kết tủa là Fe(OH)3 và Al(OH)3)
Câu trả lời tốt nhất
nH2 = 0,27 —> nAl dư = 0,18
E là Fe; nSO42-(muối) = nSO2 = 1,02
—> nFe = (143,28 – 1,02.96)/56 = 0,81
Mỗi phần D chứa NaAlO2 (x mol) và NaOH dư (y mol)
TN3: Phần 3 + FeCl3 dư —> NaCl (x + y mol)
Bảo toàn Cl —> nFe(OH)3 = nFeCl3 phản ứng = (x + y)/3
Bảo toàn Al —> nAl(OH)3 = x
—> 78x + 107(x + y)/3 = 38,38 (1)
TN1: Phần 1 + HCl (0,32 mol) —> Al(OH)3 (2z mol)
TN2: Phần 2 + HCl (1,02 mol) —> Al(OH)3 (z mol)
TN2 có lượng HCl tăng nhưng kết tủa giảm nên kết tủa đã bị hòa tan.
TN2 tạo nNaCl = x + y; nAlCl3 = x – z
Bảo toàn Cl —> x + y + 3(x – z) = 1,02 (2)
Nếu TN1 kết tủa chưa bị hòa tan: 0,32 = 2z + y (3)
(1)(2)(3) —> x = 0,3; y = 0,12; z = 0,1
—> D chứa NaAlO2 (3x = 0,9 mol)
Bảo toàn Al —> nAl2O3 = 0,36
Bảo toàn O —> nO(B) = 0,36.3 = 1,08
—> nFe : nO = 0,81 : 1,08 = 3 : 4
—> X chứa Al (0,9) và Fe3O4 (0,27)
—> %Al = 27,95% và %Fe3O4 = 72,05%
Nếu TN1 kết tủa đã bị hòa tan: x + y + 3(x – 2z) = 0,32 (4)
(1)(2)(4) —> Nghiệm âm, loại.