Tiến hành phản ứng nhiệt nhôm hỗn hợp X gồm 0,03 mol Cr2O3; 0,04 mol FeO và a mol Al. Sau một thời gian phản ứng, trộn đều, thu được hỗn hợp chất rắn Y. Chia Y thành hai phần bằng nhau. Phần 1 phản ứng vừa đủ với 400 ml dung dịch NaOH 0,1M (loãng). Phần 2 phản ứng với dung dịch HCl loãng, nóng, dư thu được 1,12 lít khí H2 (đktc). Giả sử trong phản ứng nhiệt nhôm, Cr2O3 chỉ bị khử thành Cr. Phần trăm khối lượng Cr2O3 đã phản ứng là:
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo sai- Sau phản ứng chia làm hai phần bằng nhau, vậy mỗi phần tương đương với lượng phản ứng ban đầu là 0,015 mol Cr2O3, 0,02 mol FeO và b mol Al (với b = a/2). Số mol các chất trong mỗi phần của hỗn hợp Y là như nhau. \(\;(Al,{\rm{ }}A{l_2}{O_3},{\rm{ }}Cr,{\rm{ }}C{r_2}{O_3},{\rm{ }}Fe,{\rm{ }}FeO).\)
- Các chất phản ứng với dd NaOH loãng là Al, Al2O3. Riêng Cr2O3 chỉ phản ứng với dd NaOH đặc
- Các chất phản ứng với dd HCl loãng nóng, tạo H2 là Al, Cr, Fe.
- Vậy xét P1:
Al + NaOH và Al2O3 + 2NaOH
x x y 2y
⇒ Số mol Al ban đầu = x + 2y = nNaOH = 0,04 mol
- Xét các phản ứng nhiệt nhôm
\(\begin{array}{*{20}{l}} {2Al{\rm{ }} + {\rm{ }}C{r_2}{O_3}\; \to {\rm{ }}A{l_2}{O_3}\; + {\rm{ }}2Cr}\\ {\;m\;\;\;\;\;\;\;{\rm{ }}m/2\;\;\;{\rm{ }}\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;{\rm{ }}\;\;\;\;\;m}\\ {2Al{\rm{ }} + {\rm{ }}3FeO{\rm{ }} \to {\rm{ }}A{l_2}{O_3}\; + {\rm{ }}3Fe}\\ {n\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;{\rm{ }}\;\;{\rm{ }}1,5n} \end{array}\)
- Xét phản ứng với dd HCl, ta có tỉ lệ
\(\begin{array}{*{20}{l}} {Al{\rm{ }} \to {\rm{ }}1,5{H_2}\;;\;{\rm{ }}Cr{\rm{ }} \to {\rm{ }}{H_2};{\rm{ }}Fe{\rm{ }} \to {\rm{ }}{H_2}}\\ {\; \Rightarrow {\rm{ }}{n_{H2}}\;\; = {\rm{ }}1,5x{\rm{ }} + {\rm{ }}m{\rm{ }} + {\rm{ }}1,5n{\rm{ }};{\rm{ }}x{\rm{ }} = {\rm{ }}0,04{\rm{ }}--{\rm{ }}m{\rm{ }}--{\rm{ }}n}\\ {\; \Rightarrow {\rm{ }}1,5{\rm{ }}\left( {0,04{\rm{ }}--{\rm{ }}m{\rm{ }}--{\rm{ }}n} \right){\rm{ }} + {\rm{ }}m{\rm{ }} + {\rm{ }}1,5n{\rm{ }}\; = {\rm{ }}0,05{\rm{ }} \Rightarrow {\rm{ }}0,06{\rm{ }} - {\rm{ }}1,5m{\rm{ }} - {\rm{ }}1,5n{\rm{ }} + {\rm{ }}m{\rm{ }} + {\rm{ }}1,5n{\rm{ }}\; = {\rm{ }}0,05}\\ {\; \Rightarrow {\rm{ }}0,06{\rm{ }}--{\rm{ }}0,5m{\rm{ }}\; = {\rm{ }}0,05{\rm{ }}\; \Rightarrow {\rm{ }}m{\rm{ }}\; = {\rm{ }}0,02} \end{array}\)
⇒ Số mol Cr2O3 phản ứng = m/2 = 0,01 mol
⇒ h = 0,01/0,015*100% = 66,67%.
- Đến đây ta thấy rằng lượng FeO phản ứng không ảnh hưởng tới kết quả phản ứng của Cr2O3.
Gọi x là % Cr2O3 đã phản ứng
0,5a = 0,04
0,5a.3 - 0,015x.2 = 0,05.2
⇒ a = 0,08 và x = 0,6667
Hoặc: (0,04.3-0,05.2):2*100:0,015 = 66,667%
Đề thi thử THPT QG năm 2022 môn Hóa học
Trường THPT Trần Nhật Duật
