Công thức tính bài toán nhiệt nhôm
Các em thân mến, bài toán nhiệt nhôm là một dạng toán thường xuất hiện trong các đề thi. Tuy nhiên, không phải bạn nào cũng làm đúng. Bài viết dưới đây, sẽ cho các em một cái nhìn tổng quan về dạng bài phản ứng nhiệt nhôm. Từ đó, giúp các em làm tốt các bài tập dạng này.
1. Công thức tính bài toán nhiệt nhôm
- Phản ứng nhiệt nhôm là phản ứng của nhôm tác dụng với các oxit kim loại ở nhiệt độ cao.
(Hỗn hợp X) Al + oxit kim loại → (Hỗn hợp Y) oxit nhôm + kim loại - Các trường hợp của phản ứng nhiệt nhôm:
+ Trường hợp 1: Hiệu suất phản ứng đạt 100%
→ Phản ứng xảy ra hoàn toàn.
+ Trường hợp 2: Hiệu suất phản ứng < 100%.
→ Phản ứng xảy ra không hoàn toàn. Một phần lượng oxit đã chuyển hóa thành kim loại.
- Phương pháp giải:
+ Tính toán theo phương trình.
+ Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng, bảo toàn nguyên tố và bảo toàn electron:
Bảo toàn khối lượng: mhhX mhhY
Bảo toàn nguyên tố: nAl(X) nAl(Y);nKL(X) nKL(Y);nO(X) nO(Y) Bảo toàn electron: ∑nnhường = ∑nnhận
2. Bạn nên biết
- Nhiệt lượng do phản ứng nhiệt nhôm tỏa ra rất lớn làm nóng chảy kim loại.
3. Mở rộng
- Đa phần các bài toán về nhiệt nhôm có dạng: Thực hiện phản ứng nhiệt nhôm hỗn hợp gồm nhôm và oxit sắt.
- Phương trình tổng quát:
2y Al + 3 FexOy to
y Al2O3 + 3x Fe
- Chú ý: nếu hỗn hợp sau phản ứng cho tác dụng với dung dịch kiềm thấy có khí thoát ra → Al dư.
2 2 2
2Al 2OH2H O 2AlO 3H 4. Bài tập minh họa
Câu 1: Tiến hành nhiệt nhôm hỗn hợp X gồm 0,12 mol Al và 0,04 mol Fe3O4
(không có không khí) một thời gian thu được hỗn hợp rắn Y. Cho Y vào dung dịch HCl thấy sau khi phản ứng xong thu được 0,135 mol khí H2 và còn m gam chất rắn là Fe chưa tan hết. Giá trị của m là
A. 0,28.
B. 3,36.
C. 1,40.
D. 0,70.
Hướng dẫn giải
Qui đổi hỗn hợp X thành:
1 F 0,12 mol
0, 2 0 e
Al mol
,1
O 6 mol
Gọi nFe chưa tan sau phản ứng = x mol
Áp dụng định luật bảo toàn electron ta có:
Fe Al H2 O
2n 3n 2n 2n
2.(0,12 x) 3.0,12 2.0,135 2.0,16 x 0,005mol
m 0,005.56 0, 28gam
Đáp án A
Câu 2: Dùng m gam Al để khử hoàn toàn một lượng Fe2O3 sau phản ứng thấy khối lượng oxit giảm 0,58 g. Khối lượng nhôm đã dùng là:
A. 0,27 gam B. 2,7 gam C. 0,54 gam D. 1,12 gam
Hướng dẫn giải
Gọi nFe O2 3 nAl O2 3 amol
2 3 2 3
giam Fe O Al O
A oxi
Al t
l
m m 160a 102a 0,58
a 0,01 n 2a 0,02 mol m 0,02.27 0,54gam
m
Đáp án C
Câu 3: Trộn 6,48 gam Al với 16 gam Fe2O3. Thực hiện phản ứng nhiệt nhôm được chất rắn A. Khi cho A tác dụng với dung dịch NaOH dư, có 1,344 lít H2 (đktc) thoát ra. Tính hiệu suất phản ứng nhiệt nhôm (hiệu suất được tính đối với chất thiếu).
A. 100%
B. 85%
C. 80%
D. 75%
Hướng dẫn giải Ta có:
2 3 2
Al Fe O H
n 0,24mol;n 0,1mol;n 0,06mol Phương trình phản ứng nhiệt nhôm
to
2 3 2 3
2AlFe O Al O 2Fe Nhận thấy: nAl nFe O2 3
2 1 → Hiệu suất tính theo Fe2O3.
2 3
Fe O pu pu
du
Al Al
n
l 2 a mol n a mol n 0, 24 a mo
Chất rắn A tác dụng với NaOH
2Al + 2NaOH + 2H2O → 2NaAlO2 + 3H2
Al2O3 + 2NaOH → 2NaAlO2 + H2O Bảo toàn electron ta có:
H2
pu
3nAl 2n 3(0,24 2a) 2.0,06 a 0,1mol
Vậy 2 3
2 3
pu b Fe O FeO d
n 0,1
H .100% .100% 100%
n 0,1
Đáp án A
