Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp bột A gồm Al, Fe3O4 và CuO bằng H2SO4 đặc nóng, thu được 21,84 lit khí X. Mặt khác trộn hỗn hợp A rồi thực hiện hoàn toàn phản ứng nhiệt nhôm, nhận được deu m gam chất rắn B. Cho hết lượng B tác dụng với dung dịch NaOH dư, thu được 3,36 lít khí Y. Khi phản ứng kết thúc, cho tiếp dung dịch HCl tới dư, nhận được dung dịch C, m1 gam chất rắn và thu thêm được 10,08 lít khí Y. Thổi khí oxi vào dung dịch C, rồi cho dung dịch NaOH tới dư, thu được kết tủa D. Đem nung kết tủa D trong chân không tới khối lượng không đổi thu được 34,8g hỗn hợp rán E.
a. Viết các phương trình phản ứng đã xảy ra
b.Tính số gam m, m1 và thành phần % về khối lượng của hỗn hợp A và hỗn hợp E. Biết thể tích khí đo ở đktc.
Câu trả lời tốt nhất
Đặt a, b, c lần lượt là số mol Al, Fe3O4 và CuO
2Al + 6H2SO4 —> Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O
2Fe3O4 + 10H2SO4 —> 3Fe2(SO4)3 + SO2 + 10H2O
CuO + H2SO4 —> CuSO4 + H2O
nSO2 = 1,5a + 0,5b = 0,975 (1)
3Fe3O4 + 8Al —> 9Fe + 4Al2O3
3CuO + 2Al —> 3Cu + Al2O3
2Al + 2NaOH + 2H2O —> 2NaAlO2 + 3H2
Al2O3 + 2NaOH —> 2NaAlO2 + H2O
nAl = 8nFe3O4/3 + 2nCuO/3 + 2nH2/3
⇔ a = 8b/3 + 2c/3 + 0,15.2/3 (2)
NaOH + HCl —> NaCl + H2O
NaAlO2 + 4HCl —> NaCl + AlCl3 + 2H2O
Fe + 2HCl —> FeCl2 + H2
nH2 = 3b = 0,45 (3)
(1)(2)(3) —> a = 0,6; b = 0,15; c = 0,15
—> m = 27a + 232b + 80c = 63
%Al = 25,714%; %Fe3O4 = 55,238%; %CuO = 19,048%
mCu = m1 = 64c = 9,6
C chứa HCl dư, NaCl, AlCl3, FeCl2
4FeCl2 + O2 + 4HCl —> 4FeCl3 + 2H2O
NaOH + HCl —> NaCl + H2O
4NaOH + AlCl3 —> NaAlO2 + 3NaCl + 2H2O
FeCl2 + 2NaOH —> Fe(OH)2 + 2NaCl
FeCl3 + 3NaOH —> Fe(OH)3 + 3NaCl
Fe(OH)2 —> FeO + H2O
2Fe(OH)3 —> Fe2O3 + 3H2O
E gồm FeO (u) và Fe2O3 (v)
—> 72u + 160v = 34,8
Bảo toàn Fe —> u + 2v = 3b
—> u = v = 0,15
—> %FeO = 31,034% và %Fe2O3 = 68,966%