Luyện thi THPT Quốc gia môn Hóa học - Phương pháp giải nhanh bài tập nhiệt nhôm

Hóa Học Mỗi Ngày – www.hoahocmoingay.com

PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH BÀI TẬP NHIỆT NHÔM

Biên soạn: Hóa Học Mỗi Ngày

I/ CƠ SỞ LÝ THUYẾT Bài toán nhiệt nhôm là dạng bài tập hay và khá phức tạp ở bậc THPT. Trong các kì thi dạng bài tập này thường được cho khá phổ biến nên học sinh cần nắm vững bản chất về phản ứng nhiệt nhôm để vận dụng tốt trong việc giải bài tập.

1/ Khái niệm: Phản ứng nhiệt nhôm là phản ứng Al đẩy ion kim loại trong oxit ở nhiệt độ cao thành kim loại có tính khử yếu hơn Al

    

ot C

2 3 a b

M Al + MxOy Al O M O (soá oxh cuûa M giaûm )

Thường gặp là phản ứng nhiệt nhôm với oxit sắt FexOy:

2yAl + 3FexOy 

ot C yAl2O3 + 3xFe sơ đồ phản ứng tổng quát:

   

ot C x y

x y 2 3

Fe, Al Al + Fe O hh Fe O , Al O

2/ Các trường hợp phản ứng xảy ra:

a/ Nếu phản ứng xảy ra hoàn toàn có 3 trường hợp:

+ Al hết, FexOy hết nên sản phẩm gồm Al2O3 và Fe + Al dư, FexOy hết nên sản phẩm gồm Al2O3 ,Fe và Al dư + Al hết, FexOy dư nên sản phẩm gồm Al2O3 ,Fe và FexOy dư Lưu ý:

- Nếu Al dư, chất rắn sau phản ứng tác dụng với dung dịch NaOH sẽ giải phóng khí H2 - Nếu FexOy dư, chất rắn sau phản ứng tác dụng với dung dịch NaOH sẽ không có khí thoát ra và chất rắn bị hoà tan một phần

b/ Nếu phản ứng xảy ra không hoàn toàn: Hỗn hợp thu được gồm Al2O3 ,Fe, FexOy dư và Al dư Giả sử thực hiện phản ứng nhiệt nhôm không hoàn toàn gồm a mol Al với b mol Fe2O3 thì trong hỗn hợp thu được gồm những chất có số mol như sau:

Gọi x là số mol Fe2O3 tham gia phản ứng

2Al + Fe2O3 

ot C Al2O3 + 2Fe 2x...........x............. …..x...........2x Hỗn hợp sau phản ứng gồm: Fe: 2x (mol); Al2O3: x (mol); Fe2O3 dư: (b-x) mol; Al dư: (a- 2x) mol Một số chú ý:

 Khi bài toán yêu cầu tính hiệu suất phản ứng nhiệt nhôm ta giải trường hợp phản ứng xảy ra không hoàn toàn.

 Cần xác định sau phản ứng chất nào hết, chất nào dư hay phản ứng vừa đủ  Nên áp dụng các định luật bảo toàn: khối lượng, nguyên tố, electron để giải nhanh trắc nghiệm

 Trường hợp tìm CTPT FexOy, có thể xác định nhanh bằng cách tìm tỉ lệ mol giữa Fe và O có trong oxit.

DeThi.edu.vn

Hóa Học Mỗi Ngày – www.hoahocmoingay.com

II/ BÀI TẬP VẬN DỤNG Câu 1(ĐH B 2007) Nung hỗn hợp bột gồm 15,2 gam Cr2O3 và m gam Al ở nhiệt độ cao. Sau khi phản ứng hoàn toàn, thu được 23,3 gam hỗn hợp rắn X. Cho toàn bộ hỗn hợp X phản ứng với axit HCl (dư) thoát ra V lít khí H2 (ở đktc). Giá trị của V là

A. 7,84. B. 4,48. C. 3,36. D. 10,08 Hướng dẫn giải

2 3 Cr O

15,2 n = = 0,1(mol) 152

 Bảo toàn khối lượng: mAl = 23,3 – 15,2 = 8,1 (g)  Al n = 0,3 (mol)  Sơ đồ:

0,1 mol Cr2O3

0,3 mol Al

hh X HCl H2 toC +

CrCl2

AlCl3 x(mol)

+3 +2

+3 0

+1 0

 Dựa vào sự thay đổi số oxh các nguyện tố (sơ đồ trên): Bảo toàn electron: 0,3*3 = 0,1*2 + 2x x= 0,35(mol)

2 H V = 22,4*0,35 = 7,84 (lit)  Đáp án A

Câu 2:(CĐ 2007) Khi cho 41,4 gam hỗn hợp X gồm Fe2O3, Cr2O3 và Al2O3 tác dụng với dung dịch NaOH đặc (dư), sau phản ứng thu được chất rắn có khối lượng 16 gam. Để khử hoàn toàn 41,4 gam X bằng phản ứng nhiệt nhôm, phải dùng 10,8 gam Al. Thành phần phần trăm theo khối lượng của Cr2O3 trong hỗn hợp X là:

A. 50,67%. B. 20,33%. C. 66,67%. D. 36,71%. Hướng dẫn giải Tóm tắt:

41,4g hh

Fe2O3 Cr2O3

Al2O3

+ NaOH ñaëc

toC 16 g raén

+10,8 g Al

 Fe2O3 không tác dụng dung dịch NaOH đặc dư → khối lượng không tan là Fe2O3

2 3 Fe O

Al

16 n = 0,1( ) 160 10,8 n = 0,4( ) 27

mol

mol





 Thực hiện phản ứng nhệt nhôm

2Al + Cr2O3 ot C  Al2O3 + 2Cr

0,2 → 0,1 2Al + Fe2O3 ot C  Al2O3 + 2Fe

0,2 ← 0,1

2 3 Cr O

0,1*152 % *100 36,71% 41,4.  

 Đáp án D

Câu 3(ĐH A 2008) Nung nóng m gam hỗn hợp Al và Fe2O3 (trong môi trường không có

DeThi.edu.vn