Hoà tan hoàn toàn m gam hỗn hợp Al, Fe3O4 và CuO bằng dung dịch H2SO4 đặc, nóng, dư thu được 21,84 lít khí SO2 (sản phẩm khử duy nhất). Mặt khác, trộn đều m gam hỗn hợp trên, thực hiện phản ứng nhiệt nhôm hoàn toàn (trong điều kiện không có không khí) được chất rắn B. Cho toàn bộ B tác dụng với dung dịch NaOH dư thoát ra 3,36 lít khí H2. Khi phản ứng kết thúc, tiếp tục cho thêm dung dịch HCl tới dư được dung dịch C, m1 gam chất rắn và 10,08 lít khí H2. a/ Viết phương trình phản ứng xảy ra. b/ Tính m và m1. (Các thể tích khí đo ở điều kiện tiêu chuẩn)

Đáp án:

 `↓`

Giải thích các bước giải:

`a +b`: 

Đặt `n_{Al}, n_{Fe_3O_4}, n_{CuO} = x, y, z(mol)`

 `2Al + 6H_2SO_4(đ,n)  → Al_2(SO_4)_3 + 3SO_2 + 6H_2O` 

`CuO + H_2SO_4(đ,n) → CuSO_4 + H_2O`

`2Fe_3O_4 + 10H_2SO_4(đ,n)→ 3Fe_2(SO_4)_3 + SO_2 + 10H_2O` 

`V_{SO_2} = 3/2n_{Al} . 22,4 + 1/2n_{Fe}. 22,4`

`= 1,5x . 22,4 +  0,5y . 22,4= 21,84l (1)` 

`3CuO + 2Al`$\xrightarrow{t°}$`Al_2O_3 + 3Cu` 

`3Fe_3O_4 + 8Al`$\xrightarrow{t°}$`4Al_2O_3 + 9Fe`

`B: Al_2O_3, Fe, Al, Cu` 

`2Al + 2NaOH + 2H_2O → 2NaAlO_2 + 3H_2` 

`n_{H_2} = {3,36}/{22,4} = 0,15(mol)` 

`n_{H_2}   = 3/2n_{Al} = 0,15(mol)`

`n_{Fe} = 3n_{Fe_3O_4} = 3y(mol)` 

`n_{Cu} = n_{CuO} = z(mol)` 

`n_{Al} = 1,5x - 4y - z = 0,15(2)` 

`Fe + 2HCl → FeCl_2 + H_2` 

`n_{H_2} = {10,08}/{22,4} = 0,45(mol)` 

`n_{Fe}  = n_{H_2} = 0,45(mol)` 

`<=> n_{Fe} = 3n_{Fe_3O_4} = 3y = 0,45(mol) (3)`

`m_1 = m_{Cu}` 

Từ `(1)(2)(3)` ta có: 

`x= 0,6(mol)` 

`y = 0,15(mol)` 

`z = 0,15(mol)`

`m = m_{Al} + m_{Fe_3O_4} + m_{CuO}`

` = 0,6 . 27 + 0,15 . 232 + 80 . 0,15 = 63g` 

Bảo toàn nguyên tố `Cu`: 

`n_{Cu} = n_{CuO} = 0,15(mol)` 

`m_1 = 0,15. 64 = 9,6g`