Al + H2SO4 → Al2(SO4)3 + H2 | Al ra Al2(SO4)3

Theo bài ra khi cho m gam X vào nước Na hết, Al dư. Khi cho m gam X vào NaOH dư, cả hai chất hết.

Gọi số mol Na và Al trong hỗn hợp X lần lượt là x và y mol.

Trường hợp 1:

Phương trình phản ứng hóa học

2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂

x                              x                 $\frac{1}{2\mathrm{x}}$ mol

2Al + 2NaOH + 2H₂O → 2NaAlO₂ + 3H₂

x             x                                                      $\frac{3}{2\mathrm{x}}$

→ ∑n_H2 = $\frac{1}{2\mathrm{x}}$ + $\frac{3}{2\mathrm{x}}$ = 2x.

Trường hợp 2:

Phương trình phản ứng hóa học

2Na + 2H₂O (x) → 2NaOH + H₂

x        x                                     $\frac{1}{2\mathrm{x}}$

2Al + 2NaOH + 2H₂O → 2NaAlO₂ + 3H₂

y                                                                 $\frac{3}{2\mathrm{y}}$

→ n_khí = 0,5x + 1,5y

Có thể tích các khí đo ở cùng điều kiện, do đó tỉ lệ về thể tích cũng chính là tỉ lệ về số mol

$\frac{2\mathrm{x}}{0,5\mathrm{x}+1,5\mathrm{y}}$ = $\frac{\mathrm{V}}{1,75\mathrm{V}}$ = $\frac{1}{1,75}$

=> y = 2x => %m_Na = $\frac{23\mathrm{x}}{23\mathrm{x}+27\mathrm{y}}$.100 = $\frac{23\mathrm{x}}{23\mathrm{x}+27.2\mathrm{y}}$.100 = 29,87%

Câu 12. Dùng m gam Al để khử hết 3,2 gam Fe₂O₃ (phản ứng nhiệt nhôm). Sản phẩn sau phản ứng tác dụng với lượng dư dung dịch NaOH tạo ra 1,344 lít khí (đktc). Giá trị của m là

A.1,755

B. 2,160

C.1,080

D.0,540

Lời giải:

Câu 13. Cho 10,8 gam bột nhôm tác dụng với 200 ml dung dịch NaOH 0,2M. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được V lít khí hiđro (đktc). Giá trị của V là

A. 1,344 lít.

B. 0,672 lít.

C. 0,448 lít.

D. 6,72 lít.

Lời giải:

Câu 14. Phản ứng hóa học xảy ra trong trường hợp nào dưới đây không thuộc loại phản ứng nhiệt nhôm?

A. Al tác dụng với H₂SO₄ đặc, nóng.

B. Al tác dụng với CuO nung nóng.

C. Al tác dụng với Fe₂O₃ nung nóng.

D. Al tác dụng với Fe₃O₄ nung nóng.

Lời giải:

6.2. Câu hỏi bài tập tự luận

Bài tập 1. Trộn 5,4 gam nhôm với 4,8 gam Fe₂O₃ rồi tiến hành nhiệt nhôm không có không khí sau phản ứng thu m gam chất rắn. Giá trị của m là

Đáp án hướng dẫn giải chi tiết 

Áp dụng Bảo toàn khối lượng:

m_{hh trước phản ứng} = m_{hh sau phản ứng} = 5,4 + 4,8= 10,2 gam

Bài tập 2. Để hòa tan hoàn toàn m gam Al cần dùng 100 ml dung dịch chứa KOH 1M và Ba(OH)₂ 0,5M. Giá trị của m là

Đáp án hướng dẫn giải chi tiết 

n_NaOH= 0,1mol;

n_Ba(OH)2= 0,05 mol

Phương trình phản ứng hóa học

2Al + 2KOH + 2H₂O → 2NaKO₂ + 3H₂↑

0,1 ← 0,1 mol

2Al + Ba(OH)₂ + 2H₂O → Ba(AlO₂)₂ + 3H₂↑

0,1 ← 0,05 mol

=> ∑n_{Al phản ứng} = 0,1 + 0,1 = 0,2 mol => m_Al= 0,2.27 = 5,4 gam

Trộn 5,4 gam nhôm với 4,8 gam Fe₂O₃ rồi tiến hành nhiệt nhôm không có không khí sau phản ứng thu m gam chất rắn. Giá trị của m là

Đáp án hướng dẫn giải chi tiết 

Áp dụng Bảo toàn khối lượng:

m_{hh trước phản ứng} = m_{hh sau phản ứng} = 5,4 + 4,8= 10,2 gam

Bài tập 3. Đốt nóng một hỗn hợp gồm Al và 16 gam Fe₂O₃ (trong điều kiện không có không khí) đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được hỗn hợp rắn X. Cho X tác dụng vừa đủ với V ml dung dịch NaOH 1M sinh ra 3,36 lít H₂ (ở đktc). Giá trị của V là

Đáp án hướng dẫn giải chi tiết 

Ta có:

Phương trình phản ứng hóa học

2Al + Fe₂O₃ → Al₂O₃ + 2Fe (1)

Vì X tác dụng với NaOH tạo 0,15 mol H₂ => Al dư

2Al + 2NaOH + 2H₂O → 2NaAlO₂ + 3H₂↑

Al₂O₃+ 2NaOH → 2NaAlO₂ + H₂O

Vì n_H2 = 0,15 => n_{Al dư} = n_H2 = 0,1 mol

n_Fe2O3 = 0,1 => n_Al (1) = 0,2 mol

=> Tổng số mol Al dùng là:

Theo bảo toàn nguyên tố (để ý tỉ lệ Na:Al trong NaAlO₂ là 1:1)

=> n_Na+ = 0,3 mol => V = 300 ml

Bài tập 4. Hòa tan hoàn toàn 9,6g kim loại M trong dung dịch H₂SO₄ đặc nóng thu được khí SO₂. cho khí này hấp thụ hết vào 400ml dung dịch NaOH thu đc dung dịch X chứa 22,9 gam chất tan, xác định kim loại M.

Đáp án hướng dẫn giải chi tiết 

Theo mình tìm hiểu thì nồng độ NaOH đề cho là 1M.

2M + 2nH₂SO₄ → M₂(SO₄)_n + nSO₂+ 2nH₂O

$\frac{9,6}{\mathrm{M}}$......................................$\frac{4,8\mathrm{n}}{\mathrm{M}}$

SO₂+ 2NaOH → Na₂SO₃ + H₂O

x............2x............x

SO₂ + NaOH → NaHSO₃

y...........y.............y

2x + y = 0,4

126x + 104y = 22,9

Hệ vô nghiệm, chứng tỏ NaOH còn dư, hay nói cách khác, dung dịch sau phản ứng chỉ gồm Na₂SO₃ và NaOH dư.

SO₂ + 2NaOH → Na₂SO₃ + H₂O

a..........2a................a

126a + 40.b = 22,9 (với b = n_NaOH dư)

<=> 126a + 40.(0,4 - 2a) =22,9

<=> a = 0,15 mol

n_SO2 = a = 0,15 mol = $\frac{4,8\mathrm{n}}{\mathrm{M}}$

=> M = 32n

Vậy M là Cu (n = 2).

Bài tập 5. Hoà tan a (g) hỗn hợp bột Mg - Al bằng dung dịch HCl thu được 17,92 lít khí H₂ (đktc). Cũng lượng hỗn hợp trên hoà tan trong dung dịch NaOH dư thu được 13,44 lít khí H₂ ( đktc). Giá trị của a bằng bao nhiều?

Đáp án hướng dẫn giải chi tiết 

Gọi số mol Mg và Al trong hỗn hợp lần lượt là a và b mol

Cho hỗn hợp vào dung dịch HCl:

Mg (a) + 2HCl → MgCl₂ + H₂ (a mol)

2Al (b) + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂ (1,5b mol)

n_khí = 0,8 mol → a + 1,5b = 0,8

Cho lượng hỗn hợp trên vào NaOH chỉ có Al phản ứng

2Al (b) + 2NaOH + 2H₂O → 2NaAlO₂ + 3H₂ (1,5 mol)

n_khí = 0,6 → 1,5b = 0,6

Giải hệ phương trình có a = 0,2 và b = 0,4

Vậy a = 0,2.24 + 0,4.27 = 15,6 gam.

Bài tập 6. Nhiệt nhôm hỗn hợp A gồm Fe₂O₃ và Al trong điều kiện không có không khí thu được hỗn hợp chất rắn B. Cho B tác dụng với dung dịch NaOH dư sẽ thu được 0,3 mol H₂. Mặt khác nếu cho B tác dụng với dung dịch HCl dư sẽ thu được 0,4 mol H₂. Số mol Al trong A là:

Đáp án hướng dẫn giải chi tiết 

Vì B tác dụng với NaOH sinh ra khí H₂ nên có Al còn dư → Fe₂O₃ phản ứng hết.

Vậy B gồm có Al dư, Al₂O₃ và Fe.

- Y tác dụng với NaOH sinh khí H₂.

2Al + 2NaOH + 2H₂O → 2NaAlO₂ + 3H₂ (1)

=> n_{Al dư} = $\frac{2}{3}$ n_H2 = $\frac{2}{3}$.0,3 = 0,2 mol

- B tác dụng với HCl sinh khí H₂.

2Al + 6HCl → 2AlCl₃ +3H₂ (2)

Fe + HCl → FeCl₂ + H₂ (3)

⇒ n_H2(2) = $\frac{3}{2}$ nAl dư = $\frac{3}{2}$ . 0,2 = 0,3 mol

⇒ n_H2(3) = n_Fe = n_H2 - n_H2(2) = 0,4-0,3= 0,1 mol

- Phản ứng nhiệt nhôm:

2Al + Fe₂O₃ → Al₂O₃ + 2Fe (4)

Theo phản ứng (4) ta có:

⇒ n_{Al ban đầu} = n_{Al dư} + n_{Al pư} = 0,2+0,1 = 0,3 mol → m↓ = m_Al(OH)3 = 0,1.78  =7,8g

Bài tập 7: Có một loại quặng pirit chứa 96% FeS₂. Nếu mỗi ngày nhà máy sản xuất 100 tấn H₂SO₄ 98% thì lượng quặng pirit trên cần dùng là bao nhiêu ? Biết hiệu suất điều chế H₂SO₄ là 90%.

Đáp án hướng dẫn giải chi tiết 

Sơ đồ phản ứng:

FeS₂ →  2H₂SO₄(hiệu suất 90%)

120 → 196

60 ← 98 tấn

H = 90% => m_{FeS2 thực tế} = $\frac{60}{90\%}$=$\frac{200}{3}$ tấn

Vì quặng chứa 96% FeS₂ => m_quặng = $\frac{200}{3}$.$\frac{100}{96}$ = 69,44 tấn

 Bài tập 8: Nung nóng m gam hỗn hợp Al và Fe₂O₃ (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 H₂SO₄ loãng (dư), sinh ra 3,08 lít khí H₂ (ở đktc);

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

Tính giá trị của m?

Đáp án hướng dẫn giải chi tiết 

Hỗn hợp sau phản ứng phản ứng với NaOH → sau khi nung nóng hỗn hợp có Al dư. Chất rắn Y gồm Al dư; Fe; Al₂O₃

Phần 2: Áp dụng định luật bảo toàn electron:

3.n_{Al dư} = 2.n_khí → n_{Al dư} = (0,0375.2):3 = 0,025 mol

Phần 1: Áp dụng định luật bảo toàn electron:

2.n_Fe + 3.n_{Al dư} = 2.n_khí → n_Fe = (2.0,1375 – 3.0,025):2 = 0,1 mol

→ Số mol Fe trong Y = 0,1.2 = 0,2 mol

2Al (0,2) + Fe₂O₃ (0,1) → Al₂O₃ + 2Fe (0,2 mol)

n_{Al ban đầu} = n_{Al pư} + n_{Al dư} → 0,2 + 0,025.2 = 0,25 mol

m = 0,25.27 + 0,1.160 = 22,75 gam.

Xem thêm các phương trình hóa học khác về nhôm khác:

Al + H2SO4 → Al2(SO4)3 + SO2 + H2O | Al ra Al2(SO4)3

Al + HNO3 → Al(NO3)3 + NO + H2O | Al ra Al(NO3)3

Al + HNO3 → Al(NO3)3 + N2 + H2O | Al ra Al(NO3)3

Al + HNO3 → Al(NO3)3 + N2O + H2O | Al ra Al(NO3)3

Al + H2O + NaOH → NaAlO2 + H2 | Al ra NaAlO2