Phương pháp giải bài toán nhiệt nhôm (đề 1)

Thực hiện phản ứng nhiệt nhôm giữa Al và Cr O2 3 trong điều kiện không có không khí, sau phản ứng hoàn toàn thu được hỗn hợp X có khối lượng 43,9 gam... Nung nóng m gam hỗn hợp Al và Fe

## Thực hiện phản ứng nhiệt nhôm giữa 6,48 gam Al với 17,6 gam Fe O2 3 Chỉ có phản ứng nhôm khử oxit kim loại tạo kim loại Đem hòa tan chất rắn sau phản ứng nhiệt nhôm bằng dung dịch xút dư cho đến kết thúc phản ứng, thu được 1,344 lít H2 (đktc) Hiệu suất phản ứng nhiệt nhôm là:

A 100%

*B 90,9%

C 83,3%

D 70%

$ nAl = 0,24 mol; nFe O2 3

= 0,11 mol 2

H

n

= 0,06 mol → nAl.du = 0,04 mol

2Al + Fe O2 3 → Al O2 3 + 2Fe

Ta có:

0, 2

0, 24 <

0,1

0,11 → H =

0,1 0,11 = 90,9%

### Thực hiện phản ứng nhiệt nhôm m gam hỗn hợp X gồm Al, Fe O2 3 được hỗn hợp Y (H = 100%) Chia Y thành 2

phần bằng nhau Hoà tan phần 1 trong H SO2 4 loãng dư, thu được 1,12 lít khí (đktc) Cho phần 2 vào dung dịch

NaOH dư thì khối lượng chất không tan là 4,4 gam Giá trị của m là

A 6,95

*B 13,9

C 8,42

D 15,64

$ PT: 2Al + Fe O2 3 → 2Fe + Al O2 3 (1)

Do khi cho phần 2 tác dụng với dd NaOH dư thu được chất rắn mà không có khí thoát ra → Chứng tỏ trong phản ứng nhiệt nhôm Al hết

Phần 1: nH 2

= nFe = 0,05 mol → mFe = 2,8 < mCr(p2) = 4,4

→ Fe O2 3 dư

Từ (1) → nAl = nFe = 0,05 ; nFe O ,du 2 3

1 .n

Phần 2: nFe O ,pu 2 3

=

4, 4 2,8 160



= 0,01 mol → Khối lượng 1 phần = 0,05.27 + (0,025 + 0,01).160 = 6,95 gam

→ m = 2 6,95 = 13,9 gam

## Trộn 6,48 gam Al với 16 gam Fe O2 3 Thực hiện phản ứng nhiệt nhôm thu chất rắn X Cho X tác dụng với dung dịch NaOH dư thu 1,344 lit H2 (điều kiện tiêu chuẩn) Tính hiệu suất phản ứng nhiệt nhôm

*A 100%

B 80%

C 75%

D 85%

$ nAl = 0,24 mol; nFe O 2 3

= 0,1 mol 2

H

n

= 0,06 mol → nAl,du = 0,04 mol

→ nAl,pu

= 0,24 - 0,04 = 0,2 mol → nFe O ,pu 2 3

= 0,1 mol Vậy hiệu suất là 100%

## Thực hiện phản ứng nhiệt nhôm giữa Al và Cr O2 3 trong điều kiện không có không khí, sau phản ứng hoàn toàn thu được hỗn hợp X có khối lượng 43,9 gam Chia X làm 2 phần bằng nhau:

- Cho phần 1 tác dụng với dung dịch NaOH (dư) thu được 1,68 lít khí (đktc)

- Phần 2 phản ứng vừa đủ với V lít dung dịch HCl 1M (loãng, nóng)

Giá trị của V là

*A 1,15

B 1,00

C 0,65

D 1,05

$ Trong hỗn hợp X có Al dư, Al O2 3 và Cr

Trong 1 nửa hỗn hợp X:

Al

n = 2

H

2n

3 = 0,05 mol

2 3

Cr O + 2Al → 2Cr + Al O2 3

Đặt nCr O 2 3

= x

Ta có: 0,05.27 + 152x + 27.2x =

43,9

2 → x = 0,1 mol Khi tác dụng với HCl: 3nAl + 2nCr + 6nAl O 2 3

= 1,15 → V = 1,15 lít

## Nung nóng m gam hỗn hợp Al và Fe O2 3 (trong môi trường không có không khí) đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được hỗn hợp rắn Y Chia Y thành hai phần bằng nhau:

- Phần 1 tác dụng với dung dịch H SO2 4 loãng (dư), sinh ra 3,08 lít khí H2 (đktc);

- Phần 2 tác dụng với dung dịch NaOH (dư), sinh ra 0,84 lít khí H2 (đktc)

Giá trị của m là

*A 22,75

B 29,43

C 29,40

D 21,40

$ Do phản ứng với NaOH có khí nên Al dư

Phần 2: nAl,du = H2

2n

3 = 0,025 mol

Phần 1: 3nAl,du + 2nFe = 2nH 2

→ nFe = 0,1 mol → nAl O 2 3

= 0,05 mol → m = 2.(0,025.27 + 0,1.56 + 0,05.102) = 22,75 gam

## Nung hỗn hợp (Al, Fe O2 3) trong điều kiện không có không khí Để nguội hỗn hợp sau phản ứng rồi nghiền nhỏ, trộn đều chia thành 2 phần Phần 2 có khối lượng nhiều hơn phần 1 là 59 gam Cho mỗi phần tác dụng với NaOH dư thu được lần lượt là 40,32 lít và 60,48 lít H2 (đktc) Biết hiệu suất các phản ứng là 100% Khối lượng Al trong hỗn hợp đầu là:

*A 135 gam

B 220,5 gam

C 270 gam

D 101,25 gam

$ Cho 59 gam hỗn hợp phản ứng với NaOH thì sẽ thu được

2

H

n

=

60, 48 40,32

22, 4



= 0,9 mol → nAl,du

= 0,6 mol Gọi số mol Al O2 3 trong hỗn hợp là x

→ nFe = 2x

→ 102x + 56.2x + 0,6.27 = 59 → x = 0,2

→ nAl = 0,2.2 + 0,6 = 1 → mAl = 27

→ nAl,bandau

=

40,32 60, 48

22, 4 0,9



= 5 mol → mAl,bandau

= 27.5 = 135 gam

### Thực hiện phản ứng nhiệt nhôm (trong điều kiện không có không khí, hiệu suất 100%) với 9,66 gam hỗn hợp X gồm Al và một oxit sắt, thu được hỗn hợp rắn Y Hòa tan Y bằng dung dịch NaOH dư, sau khi các phản ứng xẩy ra hoàn toàn thu được dung dịch Z, chất không tan T và 0,03 mol khí Sục CO2 đến dư vào dung dịch Z, lọc lấy kết tủa

nung đến khối lượng không đổi được 5,1 gam một chất rắn Công thức của oxit sắt và khối lượng của nó trong hỗn hợp X trên là

A Fe O3 4 ; 2,76 gam

*B Fe O3 4 ; 6,96 gam

C FeO ; 7,20 gam

D Fe O2 3 ; 8,00 gam

$ Có khí thoát ra khi phản ứng với NaOH nên Al dư

Al,du

Sơ đồ phản ứng:

x y

Al

Fe O





2 3

Al O

Al

Fe









   NaOH NaAl(OH)4 CO 2

    Al(OH)3 → Al O2 3

→ nAl O 2 3

=

5,1

102 -

Al,du n

2 = 0,04 mol

→ nO = 0,04.3 = 0,12 mol

→ nFe =

9,66 0,12.16 (0,02 0,04.2).27

56

= 0,09 mol → Fe:O = 0,09: 0,12 = 3:4 → Fe O3 4

→ mFe O 3 4

= 0,09.56 + 0,12.16 = 6,96 gam

## X là hỗn hợp chứa Al và sắt oxit Fe Ox y Sau phản ứng nhiệt nhôm hoàn toàn mẫu X thu được 92,35 gam chất

rắn Y Hòa tan Y bằng dung dịch NaOH dư thấy có 8,4 lít (đktc) khí bay ra và còn lại phần không tan Z Hòa tan

1

4 lượng chất Z bằng H SO2 4 đặc nóng, thấy tiêu tốn 60 gam H SO2 4 98% Số mol Al O2 3 có trong chất rắn Y là

A 0,14 mol

*B 0,40 mol

C 0,44 mol

D 0,20 mol

$ nAl,du = H2

2n

3 = 0,25 mol

Như vậy, trong Y có Al O2 3, Al dư, Fe chưa phản ứng

Trong Z có Fe

Để hòa tan hết Z thì cần: nH SO 2 4

=

4.60.0,98

98 = 2,4 mol

→ nH SO 2 4

=

Fe

3n

2 +

Fe 3n

2 → nFe = 0,8 mol → mAl O 2 3

= 92,35 - 0,8.56 - 0,25.27 = 40,8 → nAl O 2 3

= 0,4 mol

## Thực hiện phản ứng nhiệt nhôm 53,6 gam hỗn hợp X gồm Al và Fe O2 3 trong điều kiện không có không khí, sau phản ứng hoàn toàn thu được hỗn hợp chât rắn Y Lấy toàn bộ Y cho tác dụng với dung dịch H SO2 4 loãng, dư, thấy thoát ra 22,4 lít H2 (đktc) Hiệu suất các phản ứng là 100% Thành phần phần trăm khối lượng Al trong hỗn hợp X là:

A 20,15%

*B 40,3%

C 59,7%

D 79,85%

$ - Nếu Al dư

Y gồm Al O2 3 x mol, Fe y mol và Al dư z mol

Ta có hệ:

102x 56y 27z 53,6

2y 3z 2

2x y







x 0, 2

y 0, 4

z 0, 4











 



Al

%m =

27(0, 2.2 0, 4)

53,6

 = 43,3%

- Nếu Fe O2 3 dư

Y gồm Fe, Al O2 3 và Fe O2 3 dư

Fe

n = 1 mol → nFe O 2 3

= 0,5 mol → mFe O 2 3

= 80 > 53,6 → loại

### Nung nóng m gam hỗn hợp Al và Fe Ox y (trong môi trường không có không khí) đến khi phản ứng xảy ra hoàn

toàn thu được hỗn hợp rắn X Cho X tác dụng với dung dịch NaOH dư được 0,03 mol H2, dung dịch Y và 4,48 gam

chất rắn không tan Cho từ từ dung dịch HCl vào Y đến khi thu được lượng kết tủa lớn nhất, lọc lấy kết tủa nung đến khối lượng không đổi được 5,1 gam chất rắn Giá trị m và công thức Fe Ox y lần lượt là

A 11,2 ; Fe O3 4

*B 9,1 ; Fe O2 3

C 8,5 ; FeO

D 10,2 ; Fe O2 3

$ nAl,du = H2

2n

3 = 0,02 mol

2 3

Al O

n

= 0,05 mol → nAl,pu = 0,08 mol

Fe

n =

4,48

56 = 0,08 mol

O

n = Al,pu

3n

2 = 0,12 mol

→ Fe:O = 0,08 :0,12 = 2: 3 → Fe O2 3

m = 0,02.27 + 0,08.27 + 0,04.160 = 9,1 gam

### Hỗn hợp X gồm bột Al và Fe O2 3 Lấy 85,6 gam X đem đun nóng để thực hiện phản ứng nhiệt nhôm, sau 1 thời

gian được m gam hỗn hợp rắn Y Chia Y thành 2 phần bằng nhau :

- Phần 1 : Hòa tan trong dung dịch NaOH dư thấy thoát ra 3,36 lít khí H2 (ở đktc).

- Phần 2 : Hòa tan trong dung dịch HCl dư thấy thoát ra 10,08 lít khí H2 (ở đktc).

Phần trăm khối lượng Fe trong Y là

A 18,0%

B 19,62%

*C 39,25%

D 40,0%

$ nAl = 2

H

2n

3 = 0,1 mol

→ nFe = 2

2n 3n

2



= 0,3 mol → nAl O 2 3

= 0,15 mol Lượng Fe O2 3 chưa phản ứng: nFe O 2 3

=

42,8 0,1.27 0,3.56 0,15.102

160

= 0,05 → %mFe =

56.0,3

42,8 = 39, 25%

## Nung a gam hỗn hợp bột Al và Fe O2 3 (trong điều kiện không có không khí) đến phản ứng hoàn toàn được hỗn hợp rắn X Chia X thành 2 phần bằng nhau :

- Phần 1 : Cho tác dụng với dung dịch NaOH dư được 0,15 mol H2

- Phần 2 : Cho tác dụng với dung dịch HCl dư được 0,55 mol H2 và dung dịch Y Cho dung dịch Y tác dụng với dung dịch NaOH dư trong không khí, lọc kết tủa rồi nung đến khối lượng không đổi được b gam chất rắn Z Giá trị a,

b lần lượt là

A 45,5 ; 32,0

*B 91,0 ; 32,0

C 59,0 ; 14,4

D 77,5 ; 37,1

$ Phần 1:nAl,du = 2

H 2n

3 = 0,1 mol

Phần 2: nFe = nH 2

- Al 3n

2 = 0,4 mol → nAl,pu = 0,4 mol

→ a = 2 (0,4.27 + 0,1.27 + 0,2.160) = 91 gam

Y phản ứng với NaOH sẽ thu được kết tủa Fe(OH)3, nung đến khối lượng không đổi thu được Fe O2 3

→ b = 0,2.160 = 32 gam

## Hỗn hợp X gồm Al và Fe O2 3 Lấy 85,6 gam X đem nung nóng để thực hiện phản ứng nhiệt nhôm, sau một thời gian thu được m gam chất rắn Y Chia Y làm 2 phần bằng nhau:

→ Phần 1: Cho vào dung dịch NaOH dư thấy thoát ra 3,36 lít khí (đktc) và còn lại m1 gam chất không tan

→ Phần 2: Hòa tan hết trong dung dịch HCl thấy thoát ra 10,08 lít khí (đktc)

Thành phần chất rắn Y gồm các chất nào ?

*A Al, Fe O2 3, Fe, Al O2 3

B Al, Fe, Al O2 3

C Fe, Al O2 3

D Fe O2 3, Fe, Al O2 3

$ Trong Y có thể có Al dư, Fe, Fe O2 3 dư, Al O2 3

Phần 1: nAl = 2

H 2n

3 = 0,1 mol

Phần 2: nFe = H2 Al

2n 3n

2

 = 0,3 mol → nAl O 2 3

= Fe n

2 = 0,15 mol → mFe O 2 3

= 42,8 - 0,1.27 - 0,3.56 - 0,15.102 = 8 gam

Như vậy, trong Y gồm có Al, Fe O2 3, Fe, Al O2 3

# Nung 21,4 gam hỗn hợp X gồm Al và Fe O2 3 (phản ứng nhiệt nhôm), thu được hỗn hợp Y Cho Y tác dụng hết với

dd HCl dư được dd Z Cho Z tác dụng với dd NaOH dư được kết tủa T Nung T trong không khí đến khối lượng

*A 5,4 gam và 16 gam

B 6,4 gam và 16gam

C 4,4 gam và 17 gam

D 7,4 gam và 14 gam

$ Do cho Z qua NaOH dư nên hợp chất của Al bị tạo phức hết

Nung T trong không khí nên chất rắn thu được phải là Fe O2 3; mFe O 2 3

= 16 gam

## Cho hỗn hợp X gồm Al và Cr O2 3 Nung 52,35 gam X trong điều kiện không có không khí một thời gian thu được hỗn hợp Y Chia Y làm 2 phần bằng nhau:

Phần I: cho vào dung dịch NaOH loãng, dư thấy có 20,4 gam chất rắn không tan và thu được 0,84 lít khí(đktc) Phần II: tác dụng dung dịch HCl dư, đun nóng thu được V lít khí H2 (đktc).

Giá trị của V là

*A 3,08 lít

B 2,8 lít

C 5,04 lít

D 3,92 lít

$ Phần I: Có tạo khí nên sau phản ứng sẽ vẫn còn Al

2

H

n

= 0,0375 mol → nAl = 0,025 mol

2Al + Cr O2 3 → Al O2 3 + 2Cr

Chất rắn không tan: Cr O2 3 ; Cr → mAl O 2 3

= 52,35:2 - 20,4 - 0,025.27 = 5,1 gam → nAl O 2 3

= 0,05 mol → nCr = 0,1 mol → nCr O 2 3

= 0,1 mol Phần II: nH 2

= 0,0375 + 0,1 = 0,1375 mol → VH 2

= 3,08 lít

## Đốt nóng một hỗn hợp gồm bột nhôm và Fe O3 4 trong môi trường không có không khí (xảy ra phản ứng nhiệt nhôm, hiệu suất 100%) Các chất sau phản ứng cho tác dụng với dung dịch NaOH (dư), thu được 6,72 lít khí H2 (đktc), cũng lượng chất này nếu tác dụng với dung dịch HCl (dư) thu được 26,88 lít khí H2 (đktc) Khối lượng bột nhôm và Fe O3 4 trong hỗn hợp đầu lần lượt là

A 54 gam và 69,6 gam

B 54 gam và 34,8 gam

*C 27 gam và 69,6 gam

D 27 gam và 34,8 gam

$ Phản ứng nhiệt nhôm xảy ra hoàn toàn, thu được chất rắn, trong đó tác dụng với NaOH dư tạo khí H2 nên Al sẽ còn dư và Fe O3 4 chuyển hết về Fe.

Tất cả các phản ứng liên quan:

8Al + 3Fe O3 4 t o

  4Al O2 3 + 9Fe

Al + NaOH → NaAlO2 + 2

3 H 2

Al + 3HCl → AlCl3 + 2

3 H 2

Fe + 2HCl → FeCl2 + H2

Từ phương trình phản ứng thứ 2 tính ra số mol Al dư là 0,2 mol Biết tổng H2 tạo ra ở pt (3) và (4) nên suy ra số mol Fe là 0,9 mol

Vậy số mol Al là 0,2 + 0,8 = 1 mol và số mol Fe O3 4 là 0,3 mol

Vậy khối lượng A và Fe O3 4 lần lượt là 27 gam và 69,6 gam

là:

A M1 > M2

*B M1 = M2

C M2 = H.M1

D M1 < M2

$ 2Al + Fe O2 3 → Al O2 3 + 2Fe

Do khối lượng được bảo toàn, số mol trước và sau không đổi nên khối lượng mol trung bình vẫn không đổi, nên

M  M

## Nung nóng hỗn hợp gồm bột Al và bột Fe O3 4 trong môi trường không có không khí (phản ứng hoàn toàn) Các chất sau phản ứng cho tác dụng với dung dịch NaOH (dư), thu được 6,72 lít khí H2 (đktc), cũng lượng chất này nếu tác dụng với dung dịch H SO2 4 loãng (dư) thu được 26,88 lít khí H2 (đktc) % khối lượng Al và Fe O3 4 trong hỗn hợp đầu lần lượt là:

A 43,69%; 56,31%

*B 27,95%; 72,05%

C 21,85%; 78,15%

D 60,81%; 39,19%

$ nH (1) 2

= 0,3 mol; nH (2) 2

= 1,2 mol 2

H (1)

n

= 0,3 mol → nAl,du

= 0,2 mol 2

H (2)

n

= nFe + 1,5.nAl → nFe = 1,2 - 0,2.1,5 = 0,9 mol

→ nFe O 3 4

= 0,3 mol; nAl = 0,2 + 0,8 = 1 mol

1.27

1.27 0,3.232



### Nung m gam hỗn hợp X gồm bột Al và Fe O3 4 ở nhiệt độ cao sau một thời gian thu được chất rắn Y Để hoà tan

hết Y cần V lít dung dịch H SO2 4 0,7M loãng Sau phản ứng thu được dung dịch Z và 9,846 lít khí (27 Co ; 1,5 atm)

Cho NaOH dư vào Z được kết tủa T Nung T trong chân không đến khối lượng không đổi thu được 44 gam chất rắn

E Khử hoàn toàn E bằng H2 dư thu được 11,7 gam nước Hiệu suất phản ứng nhiệt nhôm và thể tích V lần lượt là

A 75%; 2 lít

*B 80%, 2 lít

C 75%; 1,7 lít

D 80%, 1,7 lít

$ H2

PV

n

RT

9,846.1,5 0,082.(27 273)  = 0,6 mol

FeO

m + mFe O 2 3

= 44; nH 2

= nH O 2

= nFe + 3nFe O 2 3

= 0,65 mol → nFeO = 0,5 mol; nFe O 2 3

= 0,05 mol → nFe 2 

= 0,5 mol; nFe 3 

= 0,1 mol → nFe O ,du 3 4

= 0,05 mol; nFe = 0,5 - 0,05 = 0,45 mol

→ nFe O ,pu 3 4

= 0,15 mol; nAl,pu = 0,4 mol

H

n

= nFe + 1,5.nAl,du → nAl,du =

0,6 0, 45 1,5



= 0,1 mol Hiệu suất tính theo Al: H =

0, 4 100

0, 4 0,1  = 80%

Y: nAl,du = 0,1 mol; nFe O ,du3 4

= 0,05 mol; nFe = 0,45 mol; nAl O 2 3

= 0,2 mol

2 4

H SO

n

= 1,5nAl + 4nFe O 3 4

+ nFe + 3nAl O 2 3

→ nH SO 2 4

= 1,5.0,1 + 4.0,05 + 0,45 + 3.0,2 = 1,4 mol → V = 2 lít

### Hỗn hợp X gồm 0,56 gam Fe, 16 gam Fe O2 3 và m gam Al Nung X ở nhiệt độ cao (không có không khí), sau

khi kết thúc phản ứng được hỗn hợp Y Nếu cho Y tan trong dung dịch H SO2 4 loãng dư thì thu được được V1 (lít)

khí, nhưng nếu cho Y tan hết trong dung dịch NaOH dư thì thu được V2 lít khí (các thể tích khí đo ở cùng điều kiện).

Biết V1 : V2 = 4 Khoảng giá trị của m là

A 0,54 < m < 2,70

B 2,7 < m < 5,4

*C 0,06 < m < 6,66

D 0,06 < m < 5,4

$ nFe,bd

= 0,01 mol; nFe O 2 3

= 0,1 mol

2 3

Fe

Fe O





L1: Y + H SO2 4 → VH (1) 2  V1

; nH (1) 2

= nFe + 1,5.nAl,du

L2: Y + NaOH → VH (2) 2

= V2 ; nH (2) 2

= 1,5nAl,du

1 2

V : V = 4 → nH (1) 2  4nH (2) 2

Đặt nH (2) 2

= 1,5x → nH (1) 2

= 6x → nAl,du = x → nFe = nH (1)2

- 1,5.nAl,du = 6x - 1,5x = 4,5x

Số mol Fe được tạo thành sau phản ứng nhiệt nhôm:

Fe,thucte

n = 4,5x - nFe,bd = 4,5x - 0,01

→ nAl,pu

= 4,5x - 0,01; nFe O ,pu 2 3

= 0,5nFe,thucte

= 2,25x - 0,005

Al

n = nAl,pu

+ nAl,du

= 4,5x - 0,01 + x = 5,5x - 0,01 + ) nAl,du > 0 → 4,5x - 0,01 > 0 → x > 450 1

→ mAl = 28.(5,5x - 0,01) >

1 27.( 5,5 0, 01)

+ ) Hiệu suất không phải 100% nên

2 3

Fe O ,pu

n

< nFe O 2 3

→ 2,25x - 0,005 < 0,1 → x <

7 150

→ mAl = 28.(5,5x - 0,01) <

7 27.( 5,5 0,01)

Vậy 0,06 < m < 6,66