Hỗn hợp A gồm Fe3O4 và Al. Nung hỗn hợp A đến nhiệt độ thích hợp rồi để nguội thu được hỗn hợp B. Chia B làm 2 phần bằng nhau.
Phần 1: Hòa tan trong dung dịch H2SO4 loãng dư được khí C và dung dịch D. Cho D tác dụng với NaOH
dư thu kết tủa E đem phơi ngoài không khí để chuyển hết thành rắn F. Biết E khác F là 8,5 gam. Phần 2: Tác dụng với potat (KOH) dư được một dung dịch, rắn G và khí 1,68 lít khí C (đktc). Biết lượng Gít hơn lượng B đã dùng trong phản ứng này là 11,55 gam.
a) Viết các phương trình phản ứng xảy ra.
b) Tính thể tích khí C sinh ra ở thí nghiệm phần 1 (đktc).
c) Cho 35,18 gam hỗn hợp A tác dụng vừa đủ với dung dịch HCl 3,65% (D=1,02 g/ml) thu được dung dịch Z. Tính nồng độ mol của các chất trong dung dịch Z.
Câu trả lời tốt nhất
(a)
3Fe3O4 + 8Al —> 4Al2O3 + 9Fe
B gồm Al2O3, Fe, Fe3O4 dư, Al dư.
Phần 1:
Al2O3 + 3H2SO4 —> Al2(SO4)3 + 3H2O
Fe3O4 + 4H2SO4 —> Fe2(SO4)3 + FeSO4 + 4H2O
2Al + 3H2SO4 —> Al2(SO4)3 + 3H2
Fe + H2SO4 —> FeSO4 + H2
C là H2, D chứa các muối và H2SO4 dư.
H2SO4 + 2NaOH —> Na2SO4 + 2H2O
Al2(SO4)3 + 8NaOH —> 2NaAlO2 + 3Na2SO4 + 4H2O
FeSO4 + 2NaOH —> Fe(OH)2 + Na2SO4
Fe2(SO4)3 + 6NaOH —> 2Fe(OH)3 + 3Na2SO4
E gồm Fe(OH)2, Fe(OH)3:
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O —> 4Fe(OH)3
F là Fe(OH)3
Phần 2:
2Al + 2H2O + 2KOH —> 2KAlO2 + 3H2
Al2O3 + 2KOH —> 2KAlO2 + H2O
G gồm Fe3O4, Fe.
(b)
nH2 = 0,075 —> nAl dư = 0,05
mAl2O3 + mAl dư = 11,55 —> nAl2O3 = 0,1
—> nFe = 0,225
nH2 = nFe + 1,5nAl dư = 0,3 —> V = 6,72 lít
(c)
Mỗi phần B gồm Fe3O4 (a), Fe (0,225), Al2O3 (0,1) và Al (0,05)
—> nFe(OH)2 = a + 0,225
mO2 + mH2O = 32(a + 0,225)/4 + 18(a + 0,225)/2 = 8,5
—> a = 0,275
—> A ban đầu chứa Fe3O4 (0,7) và Al (0,5) —> mA = 175,9
Khi mA = 35,18 thì A chứa Fe3O4 (0,14) và Al (0,1)
Fe3O4 + 8HCl —> 2FeCl3 + FeCl2 + 4H2O
2Al + 6HCl —> 2AlCl3 + 3H2
nHCl = 0,14.8 + 0,1.3 = 1,42
—> VddZ = 1,42.36,5/(3,65%.1,02) = 1392 mL = 1,392 lít
CM FeCl3 = 0,28/1,392 = 0,2M
CM FeCl2 = 0,14/1,392 = 0,1M
CM AlCl3 = 0,1/1,392 = 0,07M