Cho hỗn hợp X gồm Al và FexOy. Nung m gam

Câu 28: Cho hỗn hợp X gồm Al và Fe_xO_y. Nung m gam X trong điều kiện không có không khí. Sau phản ứng thu được hỗn hợp rắn Y. Chia Y thành 2 phần:

- Phần 1 cho tác dụng với NaOH dư, sau phản ứng hu được 1,68 lít khí và 12,6 gam chất rắn.

- Phần 2 cho tác dụng với dd H₂SO₄ đặc nóng dư, sau phản ứng thu được 27,72 lít khí SO₂ và dd Z có chứa 263,25 gam muối SO₄. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thể tích các khí đo ở đktc.

a) Viết các PTHH.

b) Tính m và xác định CTHH của Fe_xO_y.

Trả lời

$2yAl+3F{e}_x{O}_y\stackrel{t^{°}}{\to }yA{l}_2{O}_3+3xFe$

Y có Al₂O₃, Fe và Al dư

Ta có: 

Phần 1: Cho tác dụng với NaOH dư

Al₂O₃ + 2NaOH → 2NaAlO₂ + H₂O

2Al + 2NaOH + 2H₂O → 2NaAlO₂ + 3H₂

$\Rightarrow n_{Aldu}=\frac{2}{3}{n}_{H_2}=0,05\left(mol\right)$

→m_{Al dư} = 1,35 (g)

→m_Fe = 12,6 (g) →n_Fe = 0,225 (mol)

Phần 2: cho tác dụng với dung dịch H₂SO₄ đặc nóng dư

Gọi a là hệ số tỉ lệ với phần 1

Al₂O₃ + 3H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 3H₂O (1)

2Al + 6 H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 3SO₂ + 6H₂O (2)

2Fe + 6H₂SO₄→ Fe₂(SO₄)₃ + 3SO₂ + 6H₂O (3)

$n_{S{O}_2}=1,2375\left(mol\right)$

→ n_Al = 0,05a mol

→n_Fe = 0,225a mol

$\begin{array}{l}\Rightarrow n_{S{O}_2}=\frac{3}{2}{n}_{Al}+\frac{3}{2}{n}_{Fe}=0,4125a\left(mol\right)\\ \to 0,4125a=1,2375\\ \to a=3\\ n_{A{l}_2{\left(S{O}_4\right)}_3\left(2\right)}=\frac{1}{2}{n}_{Al}=0,025a=0,075\left(mol\right)\\ n_{F{e}_2{\left(S{O}_4\right)}_3\left(3\right)}=\frac{1}{2}{n}_{Fe}=0,1125a=0,3375\left(mol\right)\\ \to m_{A{l}_2{\left(S{O}_4\right)}_3\left(1\right)}=263,25-0,075.342\\ -0,3375.400=102,6\left(g\right)\\ \to n_{A{l}_2{\left(S{O}_4\right)}_3\left(1\right)}=0,3\left(mol\right)\\ \to n_{A{l}_2{O}_3}=n_{A{l}_2{\left(S{O}_4\right)}_3\left(1\right)}=0,3\left(mol\right)\\ \to m_Y=m_{A{l}_2{O}_3}+m_{Fe}+m_{Aldu}\end{array}$

m_{phần 2} = 0,3.102 + 0,05.3.27 + 0,225.3.56 = 72,45 (g)

Mà ta lại có phần 2 gấp 3 lần phần 1 nên suy ra:

→ m_{phần 1} = $\frac{1}{3}$ m_{phần 2} = 24,15 (g) →m = m_{phần 1} + m_{phần 2} = 96,6 (g).

$n_{A{l}_2{O}_{3}bd}=\frac{4}{3}{n}_{A{l}_2{O}_3}$_{phần 2} = 0,4 (mol)

n_{Fe ban đầu} = 4n_{Fe (phần 1)} = 0,9 (mol)

$\begin{array}{l}\to n_{Obd}=3n_{A{l}_2{O}_{3}bd}=1,2\left(mol\right)\\ \to \frac{x}{y}=\frac{n_{Febd}}{n_{Obd}}=\frac{0,9}{1,2}=\frac{3}{4}\end{array}$

→Fe₃O₄.