Hỗn hợp rắn gồm Al, Fe2O3, Cu và Al2O3. Trình bày phương pháp hóa học để tách riêng các chất mà không làm thay đổi khối lượng của mỗi chất. Viết các phương trình phản ứng xảy ra.

Giải thích các bước giải:

Bước 1: Cho hỗn hợp trên vào axit $HNO_3$ đặc, nguội, dư.

+Chất không tan là $Al$ và $Cu$, lọc thu được $Al$ và $Cu$ - Nhóm 1

+Chất tan là: $Al_2O_3$ và $Fe_2O_3$ tạo ra dung dịch - Nhóm 2

$Al_2O_3+6HNO_3→2Al(NO_3)_3+3H_2O$

$Fe_2O_3+6HNO_3→2Fe(NO_3)_3+3H_2O$

Bước 2: Cho nhóm 1 tác dụng với dung dịch $NaOH$ dư.

+ $Al$ tan trong dung dịch $NaOH$

PTHH: $2Al+2NaOH+2H_2O→2NaAlO_2+3H_2↑$

+ $Cu$ không tan, lọc tách được $Cu$

Bước 3: Sục khí $CO_2$ dư vào dung dịch ở bước 2. Lọc kết tủa rửa sạch, sau đó nung nóng ta thu được $Al_2O_3$. Sau đó điện phân $Al_2O_3$ ta thu được $Al$

PTHH:

$2NaAlO_2+CO_2+2H_2O→Al(OH)_3↓+NaHCO_3$

$2Al(OH)_3$ $\xrightarrow{t^o}$ $Al_2O_3+3H_2O$

$2Al_2O_3$ $\xrightarrow[\text{criolit}]{đpnc}$ $4Al+3O_2$  

Bước 4: Cho dung dịch nhóm 2 tác dụng với dung dịch $NaOH$ dư.

+ Lọc kết tủa nâu đỏ, rửa sạch, sau đó nung nóng kết tủa, ta thu được $Fe_2O_3$

$2Fe(NO_3)_3+3NaOH→Fe(OH)_3↓+3NaNO_3$

$2Fe(OH)_3$ $\xrightarrow{t^o}$ $Fe_2O_3+3H_2O$

+ Lọc dung dịch sau phản ứng

$2Al(NO_3)_3+3NaOH→Al(OH)_3↓+3NaNO_3$

$Al(OH)_3+NaOH→NaAlO_2+H_2O$

Bước 5: Sục khí $CO_2$ dư vào dung dịch ở bước 4. Sau đó lọc kết tủa rửa sạch, và nung nóng ta thu được $Al_2O_3$.

PTHH:

$2NaAlO_2+CO_2+2H_2O→Al(OH)_3↓+NaHCO_3$

$2Al(OH)_3$ $\xrightarrow{t^o}$ $Al_2O_3+3H_2O$