Nung nóng m gam hỗn hợp X gồm Al, Fe2O3 tới phản ứng hoàn toàn thu được chất rắn Y. Nghiền nhỏ, trộn đều và chia Y làm 2 phần : Phần 1: Cho tác dụng với dung dịch NaOH đến dư thu được 1,344 lít H2 (đktc) và chất rắn Z. Hòa tan Z trong dung dịch HCl dư thu được 5,376 lít H2 ( đktc ). Phần 2: Cho tác dụng với dung dịch HCl dư thu được 20,16 lít H2 (đktc).Tính giá trị của m.

Đáp án: $107,04g$

 

Giải thích các bước giải:

Phần 1:

$n_{H_2}=\dfrac{1,344}{22,4}=0,06$ mol

Cho $Y$ vào $NaOH$ có $H_2$ bay ra nên $Y$ có $Al$ dư 

Mà phản ứng nhiệt nhôm xảy ra hoàn toàn nên $Y$ gồm $Al, Al_2O_3, Fe$ 

$2Al+2NaOH+2H_2O\to 2NaAlO_2+3H_2$ 

$Al_2O_3+2NaOH\to 2NaAlO_2+H_2O$ 

$\Rightarrow n_{Al\text{dư}}=\dfrac{0,06.2}{3}=0,04$ mol 

$Z$ là $Fe$ 

$Fe+2HCl\to FeCl_2+H_2$ 

$n_{H_2}=\dfrac{5,376}{22,4}=0,24$ mol 

$\Rightarrow n_{Fe}=0,24$ mol 

$2Al+Fe_2O_3\xrightarrow{{t^o}} Al_2O_3+2Fe$ 

$\Rightarrow n_{Al_2O_3}=\dfrac{n_{Fe}}{2}=0,12$ mol 

$\Rightarrow$ phần 1 có $\begin{cases} Al: 0,04\\ Fe: 0,24\\ Al_2O_3: 0,12\end{cases}$

Phần 2:

Đặt $n_{Al}=0,04k; n_{Fe}=0,24k; n_{Al_2O_3}=0,12k$ mol ($k>0$) 

$n_{H_2}=\dfrac{20,16}{22,4}=0,9$ mol 

$2Al+6HCl\to 2AlCl_3+3H_2$ 

$Fe+2HCl\to FeCl_2+H_2$ 

$Al_2O_3+6HCl\to 2AlCl_3+3H_2O$ 

$\Rightarrow 0,04k.1,5+0,24k=0,9$ 

$\Rightarrow k=3$ 

Phần 2 gấp $3$ lần phần 1 nên phần 1 bằng $\dfrac{1}{4}$ hỗn hợp $Y$ ban đầu 

$m_{\text{phần 1}}=0,04.27+0,24.56+0,12.102=26,76g$ 

Vậy:

$m=m_Y=4m_{\text{phần 1}}=107,04g$