Hỗn hợp X gồm Al, Fe2O3 có khối lượng 21,67 gam. Tiến hành phản ứng nhiệt nhôm

6/15

Hỗn hợp X gồm Al, Fe2O3 có khối lượng 21,67 gam. Tiến hành phản ứng nhiệt nhôm trong điều kiện không có không khí (giả sử chỉ xảy ra phản ứng khử Fe2O3 thành Fe). Hòa tan hỗn hợp chất rắn sau phản ứng bằng dung dịch NaOH dư thu được 2,016 lít khí H2 (đktc) và 12,4 gam chất rắn không tan. Hiệu suất của phản ứng nhiệt nhôm là

45%

50%

71,43%

75%

Giải thích

Phản ứng nhiệt nhôm:

2Al + Fe2O3 →to Al2O3+ 2Fe

Bài toán có hiệu suất ⇒ phản ứng chưa hoàn toàn.

Vậy hỗn hợp rắn sau phản ứng gồm: Fe, Al2O3, Al (dư) và Fe2O3 (dư)

Chất rắn phản ứng với NaOH có Al2O3 và Al dư.

2Al + 2NaOH + 2H2O → 2NaAlO2 + 3H20,06 ← 0,09 molAl2O3 + 2NaOH → 2NaAlO2 + H2O

Theo định luật bảo toàn khối lượng, ta có:

mX=m rắn tan+ mrắn không tan⇔mX = mAl + mAl2O3 + mrắn không tan⇔mAl2O3 = mX - mAl - mAl2O3⇔ mAl2O3 = 21,67 - 12,4 - 0,06.27 = 7,65 gam.⇒ nAl2O3 = 7,65102=0,075 mol

Xét phản ứng:

2Al + Fe2O3 →2toFe + Al2O30,15 0,075 ← 0,075 mol

⇒nAl bđ = nAl pư + nAl dư= 0,15 + 0,06 = 0,21 molnFe2O3 bđ = 21,67 - 0,21.27160 = 0,1 mol

Giả sử phản ứng hoàn toàn thì Al sẽ dư

→ Tính hiệu suất phản ứng nhiệt nhôm theo Fe2O3.

⇒ H = 0,0750,1.100% = 75%

⇒ Chọn D.