Bộ 30 đề thi vào 10 Chuyên Hóa năm 2022-2023 có lời giải chi tiết ( Đề 17)

Hỗn hợp E gồm Al, FexOy và CuO, trong đó tỉ lệ khối lượng của FexOy và CuO

17/17

Hỗn hợp E gồm Al, FexOy và CuO, trong đó tỉ lệ khối lượng của FexOy và CuO tương ứng là 29:35. Nung nóng m gam E trong bình kín (không có không khí), thu được hỗn hợp Z. Cho toàn bộ Z tác dụng với lượng dư dung dịch NaOH, thu được 0,336 lít khí H2 và còn lại 3,92 gam hỗn hợp rắn T. Hòa tan 3,92 gam T bằng lượng dư dung dịch H2SO4 đặc, nóng, thu được V lít khí SO2 (sản phẩm khử duy nhất). Hấp thụ toàn bộ V lít khí SO2 vào 120 ml dung dịch Ba(OH)2 0,5M thu được 8,68 gam kết tủa. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Xác định công thức FexOy và tính phần trăm khối lượng của Al có trong E.

0/3000 ký tự
Giải thích

Hỗn hợp E: Al, FexOy và CuO

2yAl + 3FexOy →to yAl2O3 + 3xFe                               (1)

2Al + 3CuO →to Al2O3 + 3Cu                                      (2)

Hỗn hợp Z: Al2O3, Fe, Cu và Al dư    

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

Al2O3 + 2NaOH → 2NaAlO2 + H2O                                 (4)

  nH2=0,33622,4= 0,015 mol→ nAl dư (Z) = 0,01 mol.

3,92 gam hỗn hợp rắn T: Fe và Cu

2Fe + 6H2SO4 đặc →to Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O        (5)

Cu + 2H2SO4 đặc →to CuSO4 + SO2 + 2H2O                (6)

SO2 + Ba(OH)2 → BaSO3 + H2O                                      (7)

SO2 + BaSO3 + H2O → Ba(HSO3)2                                   (8)

Gọi số mol của Fe và Cu trong 3,92 gam T là x, y

→ 56x + 64y = 3,92        (I)

Theo giả thiết  nBa(OH)2=0,12.0,5 = 0,06 mol và  nBaSO3=8,68217= 0,04 mol

TH1: Không xảy ra phản ứng (8), Ba(OH)2 dư.

   nSO2=0,04 mol → Bảo toàn electron: 3x + 2y = 0,08     (II)

Giải hệ (I, II) ta được x = -0,034 và y = 0,091 → loại

TH2: SO2 dư hòa tan một phần kết tủa

SO2+ BaOH2→ BaSO3↓ + H2O             70,06 ←0,06    →            0,06                 mol

SO2+ BaSO3+ H2O → BaHSO32     80,02 ←  0,02                                  mol

Tổng số mol SO2 là 0,08 mol

→ Bảo toàn electron: 3x + 2y = 0,16             (III)

Giải hệ (I, III) ta được x = 0,03 và y = 0,035.

Ta có nCuO = 0,035 mol

→ mCuO = 2,8 gam mà  mFexOymCuO  =  2935→ mFexOy=2,32 gam

→ mO = 2,32 – 0,03.56 = 0,64 gam → nO = 0,04 mol

→ Tỉ lệ:   nFenO=0,030,04=34

→ Công thức oxit là Fe3O4: 0,01 mol

Bảo toàn electron cho phản ứng nhiệt nhôm: 3.nAl = 2.nCuO + 8.nFe3O4

→ nAl phản ứng = 0,05 mol

Số mol Al ban đầu là: 0,01 + 0,05 = 0,06 mol

Khối lượng hỗn hợp E là: 0,06.27 + 0,01.232 + 0,035.80 = 6,74 gam

Phần trăm khối lượng của Al trong E là: 24,04%.