Đốt cháy hoàn toàn 33,4 gam hỗn hợp B1 gồm bột các kim loại Al, Fe và Cu ngoài không khí, thu được 41,4 gam hỗn hợp B2 gồm 3 oxit. Cho toàn bộ hỗn hợp B2 thu được tác dụng hoàn toàn với dung dịch H2SO4 20 % có khối lượng riêng d = 1,14 g/ml.
a) Viết các phương trình phản ứng hoá học xảy ra.
b) Tính thể tích tối thiểu của dung dịch H2SO4 20 % để hòa tan hết hỗn hợp B2.
Câu trả lời tốt nhất
a) Phản ứng đốt cháy:
4Al + 3O2 → 2Al2O3 (1)
3Fe + 2O2 → Fe3O4 (2)
2Cu + O2 → 2CuO (3)
Các phản ứng của hỗn hợp B2 với dung dịch H2SO4 thực chất là phản ứng của các oxit với ion H+:
Al2O3 + 6H+ → 2Al3+ + 3H2O (4)
Fe3O4 + 8H+ → Fe2+ + 2Fe3+ + 4 H2O (5)
CuO + 2H+ → Cu2+ + H2O (6) 0,25
b) Từ các phản ứng (4), (5), (6), số mol H+ = 2 lần số mol nguyên tử oxi trong các oxit tương ứng nên:
Số mol nguyên tử oxi = (41,4 − 33,4)/16 = 0,5 mol
⇒ Số mol H+ = 2 × 0,5 = 1 mol
⇒ Số mol H2SO4 = số mol H+ / 2 = 0,5 mol
Khối lượng dung dịch H2SO4 20% = 0,5.98/20% = 245 gam
Thể tích dung dịch H2SO4 20% tối thiểu = 245/1,14 ≈ 215 ml.