Tiến hành phản ứng nhiệt nhôm 56,34 gam hỗn hợp X gồm Al và Fe3O4, sau một thời gian thu được hỗn hợp rắn Y. Cho Y vào dung dịch KOH dư, sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được hỗn hợp rắn Z và 8,064 lít H2 (đktc). Hòa tan hoàn toàn Z trong 176,4 gam H2SO4 90% đun nóng, thu được V lít khí SO2 (sản phẩm khử duy nhất của S+6) và dung dịch T. Nhỏ 600 ml dung dịch NaOH 1,2M vào T thì thấy xuất hiện 6,42 gam kết tủa
a/ Tính V.
b/ Tính hiệu suất phản ứng nhiệt nhôm (giả thiết chỉ xảy ra phản ứng khử Fe3O4 thành Fe).
Câu trả lời tốt nhất
8Al + 3Fe3O4 —> 4Al2O3 + 9Fe
8x……….3x…………….4x……..9x
Z gồm Fe (9x) và Fe3O4 (y)
Y + NaOH dư —> H2 (0,36 mol) nên Y chứa Al dư (0,24 mol)
mY = 27(8x + 0,24) + 232(3x + y) = 56,34 (1)
nH2SO4 = 176,4.90%/98 = 1,62; nNaOH = 0,72; nFe(OH)3 = 0,06
nSO2 = z, bảo toàn electron: 3.9x + y = 2z (2)
nNaOH = 3nFe(OH)3 + nH+ dư —> nH+ dư = 0,54
Dung dịch T chứa Fe3+ (9x + 3y); SO42- (1,62 – z), H+ (0,54)
Bảo toàn điện tích —> 3(9x + 3y) + 0,54 = 2(1,62 – z) (3)
(1)(2)(3) —> x = 0,0375; y = 0,0675; z = 0,54
—> V = 12,096 lít
nAl ban đầu = 0,54; nFe3O4 ban đầu = 0,18
—> Hiệu suất tính theo Fe3O4
H = 3x/0,18 = 62,5%