by Thực hiện phản ứng nhiệt nhôm hỗn hợp gồm Al và m gam hai oxit sắt trong khí trơ thu được hỗn hợp chất rắn X. Cho X vào dung dịch NaOH dư, thu được dung dịch Y, chất không tan Z và 0,672 lít khí H$_{2}$ (đktc). Sục khí CO$_{2}$ dư vào Y, thu được 7,8 gam kết tủa. Cho Z tan hết vào dung dịch H$_{2}$SO$_{4}$, thu được dung dịch chứa 15,6 gam muối sunfat và 2,464 lít khí SO$_{2}$ (ở đktc, là sản phẩm khử duy nhất của H$_{2}$SO$_{4}$). Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Giá trị của m gần nhất với:
A. 9,65
B. 6,25
C. 8,95
D. 6,95
Hướng dẫn
Chọn phương án là: D
Phương pháp giải:
Nhiệt nhôm hỗn hợp gồm Al và m gam hai oxit sắt thu được hỗn hợp X.
X + NaOH dư → dung dịch Y + chất không tan Z + 0,03 mol H$_{2}$.
CO$_{2}$ + dung dịch Y → 0,1 mol Al(OH)$_{3}$
Z + H$_{2}$SO$_{4}$ → 15,6 gam muối Fe$_{2}$(SO$_{4}$)$_{3}$ và FeSO$_{4}$ + 0,11 mol SO$_{2}$
Từ số mol H$_{2}$ tính được số mol Al phản ứng và số mol Al$_{2}$O$_{3}$ tạo thành, từ đó tính được số mol O trong oxit sắt.
Đặt n$_{Fe2(SO4)3}$ = x mol và n$_{FeSO4}$ = y mol
Dùng bảo toàn khối lượng và bảo toàn electron để tìm số mol Fe$_{2}$(SO$_{4}$)$_{3}$ và số mol FeSO$_{4}$.→ n$_{Fe}$
Vậy m$_{oxit sắt }$ = m$_{Fe}$ + m$_{O}$
Lời giải chi tiết:
Nhiệt nhôm hỗn hợp gồm Al và m gam hai oxit sắt thu được hỗn hợp X.
X + NaOH dư → dung dịch Y + chất không tan Z + 0,03 mol H$_{2}$.
CO$_{2}$ + dung dịch Y → 0,1 mol Al(OH)$_{3}$
Z + H$_{2}$SO$_{4}$ → 15,6 gam muối Fe$_{2}$(SO$_{4}$)$_{3}$ và FeSO$_{4}$ + 0,11 mol SO$_{2}$
Ta có: n$_{H2}$ = 0,03 mol → n$_{Al dư}$ = 0,02 mol → n$_{Al phản ứng}$ = 0,1 – 0,02 = 0,08 mol
→ n$_{Al2O3 tạo thành }$ = 0,04 mol → n$_{O trong oxit sắt}$ = 0,04.3 = 0,12 mol
Đặt n$_{Fe2(SO4)3}$ = x mol và n$_{FeSO4}$ = y mol
Ta có hệ phương trình 400x + 152y = 15,6 gam và 6x + 2y = 0,11.2
Giải hệ trên ta được x = 0,02 và y = 0,05 → n$_{Fe}$ = 0,02.2 + 0,05 = 0,09 mol
Vậy m$_{oxit sắt }$ = m$_{Fe}$ + m$_{O}$ = 0,09.56 + 0,12.16 = 6,96 (gam)
Vậy giá trị m gần nhất với giá trị 6,95 gam
Đáp án D
