Bải 3 Giải toán HH về kim loại

Giải toán hóa học (Bài số III)

I.-BÀI TẬP VỀ KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI OXIT KIM LOẠI
(PHẢN ỨNG NHIỆT NHÔM)


1) Lí thuyết ứng dụng khi giải bài tập:

- Phản ứng nhiệt nhôm:
(Al + oxit kim loại 
oxit nhôm + kim loại (Hỗn hợp X)                      (Hỗn hợp Y)
- Thường gặp:
+( 2Al + Fe2O3
Al2O3 + 2Fe +( 2yAl + 3FexOy y 
Al2O3 + 3xFe +( (6x – 4y)Al + 3xFe2O3
6FexOy + (3x – 2y)Al2O3
- Nếu phản ứng xảy ra hoàn toàn, tùy theo tính chất của hỗn hợp Y tạo thành để biện luận. Ví dụ:
+ Hỗn hợp Y chứa 2 kim loại → Al dư ; oxit kim loại hết + Hỗn hợp Y tác dụng với dung dịch bazơ kiềm (NaOH,…) giải phóng H2 → có Al dư + Hỗn hợp Y tác dụng với dung dịch axit có khí bay ra thì có khả năng hỗn hợp Y chứa ( (Al2O3 + Fe) hoặc (Al2O3 + Fe + Al dư) hoặc (Al2O3 + Fe + oxit kim loại dư)
- Nếu phản ứng xảy ra không hoàn toàn, hỗn hợp Y gồm Al2O3, Fe, Al dư và Fe2O3 dư - Thường sử dụng:
+ Định luật bảo toàn khối lượng: mhhX = mhhY + Định luật bảo toàn nguyên tố (mol nguyên tử):

nAl (X) = nAl (Y) ;
nFe (X) = nFe (Y) ;
nO (X) = nO (Y)


2) Bài tập minh họa:

*Bài 1:
Nung nóng m gam hỗn hợp Al và Fe2O3 (trong điều kiện 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)
Háy xác định giá trị của m là số nào ?: A. 22,75 gam B. 21,40 gam        C. 29,40 gam     D. 29,43 gam

Hướng dẫn:
nH2(1) = 0,1375 mol ;
nH2(2) = 0,0375 mol - Hỗn hợp rắn Y tác dụng với NaOH giải phóng H2 → Al dư và vì phản ứng xảy ra hoàn toàn nên thành phần hỗn hợp rắn Y gồm: Al2O3, Fe và Al dư - Gọi nFe = x mol ;
nAl dư = y mol có trong 1/2 hỗn hợp Y - Từ đề ta có hệ phương trình: 
- Theo đlbt nguyên tố đối với O và Fe: nAl2O3 = nFe2O3 = 
= 0,05 mol
- Theo đlbt khối lượng:
m = (0,05.102 + 0,1.56 + 0,025.27).2 = 22,75 gam →  đáp án A

*Bài 2:
Nung nóng m gam hỗn hợp gồm Al và Fe3O4 trong điều kiện không có không khí. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được hỗn hợp rắn X. Cho X tác dụng với dung dịch NaOH (dư) thu được dung dịch Y, chất rắn Z và 3,36 lít khí H2 (ở đktc). Sục khí CO2 (dư) vào dung dịch Y, thu được 39 gam kết tủa. Giá trị của m là: A. 45,6 gam          B. 57,0 gam              C. 48,3 gam D. 36,7 gam

Hướng dẫn:
nH2 = 0,15 mol ;
nAl(OH)3 = 0,5 mol - Từ đề suy ra thành phần hỗn hợp rắn X gồm: Fe, Al2O3 (x mol) và Al dư (y mol) - Các phản ứng xảy ra là:
2Al + 2NaOH + 6H2O → 2Na[Al(OH)4] + 3H2 Al2O3 + 2NaOH + 3H2O → 2Na[Al(OH)4] CO2 + Na[Al(OH)4] → Al(OH)3 + NaHCO3
- nH2 = 0,15 mol → y = 0,1 mol - Theo đlbt nguyên tố đối với Al: 2x + y = 0,5 → x = 0,2 mol - Theo đlbt nguyên tố đối với O:
nO(Fe
O
) = nO(Al
O
) → nFe3O4 = 
mol - Theo đlbt nguyên tố đối với Fe: nFe = 3nF3O4 = 3.0,15 = 0,45 mol - Theo đlbt khối lượng: m = 0,45.56 + 0,2.102 +