Chuyên đề Hóa học lớp 9: Phản ứng nhiệt nhôm được TaiLieuViet sưu tầm và giới thiệu tới các bạn học sinh cùng quý thầy cô tham khảo. Nội dung tài liệu sẽ giúp các bạn học sinh học tốt môn Hóa học lớp 9 hiệu quả hơn. Mời các bạn tham khảo.
I/ Lý thuyết và phương pháp giải
1. Bài toán có hiệu suất phản ứng không hoàn toàn trong phản ứng nhiệt nhôm
* Phương pháp giải chung
2Al + Fe2O3 → Al2O3 + 2Fe
– Hiệu suất phản ứng H = %Al phản ứng hoặc = % Fe2O3 phản ứng.
– Hỗn hợp X sau phản ứng gồm: Al2O3, Fe, Al dư, Fe2O3 thường được cho vào.
+ Tác dụng với dung dịch axit (HCl, H2SO4 loãng) tạo khí H2
Fe + 2H+ → Fe2+ + H2 (1)
2Al + 6H+ → 2Al3+ + 3H2 (2)
⇒ nH2 = nFe + (3/2).nAl
+ Nếu hỗn hợp X tác dụng với dung dịch NaOH thì Al và Al2O3 bị phản ứng.
2Al dư + 2NaOH + 2H2O → 2NaAlO2 + 3H2
Al2O3 + 2NaOH → 2NaAlO2 + H2O
2. Bài toán nhiệt nhôm với hiệu suất H = 100%
* Phương pháp giải chung
– Bước 1: Cần xác định được Al dư hay oxit kim loại dư, trường hợp nếu cho khối lượng hỗn hợp cần xét các trường hợp Al dư và Al hết.
– Bước 2:
+ Dựa vào các dữ kiện của bài toán thường gặp là hỗn hợp sau phản ứng tác dụng với dung dịch NaOH hoặc dung dịch axit (HCl, H2SO4) tính số mol chất dư và số mol các chất phản ứng.
+ Vận dụng bảo toàn nguyên tố Al, Fe, O, bảo toàn khối lượng hoặc bảo toàn electron các các phản để tính toán.
– Bước 3: Tính toán theo yêu cầu của bài toán.
II/ Bài tập vận dụng
Bài 1: Nung nóng m gam hỗn hợp gồm Al và Fe3O4 trong điều kiện không có không khí. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được hỗn hợp rắn X. Cho X tác dụng với dung dịch NaOH (dư) thu được dung dịch Y, chất rắn Z và 3,36 lít khí H2 (ở đktc). Sục khí CO2 (dư) vào dung dịch Y, thu được 39 gam kết tủa. Tính giá trị của m?
Hướng dẫn:
– Từ đề suy ra thành phần hh rắn X gồm: Fe, Al2O3 (x mol) và Al dư (y mol)
– Các phản ứng xảy ra là:
8Al + 3Fe3O4 → 4Al2O3 + 9 Fe (1)
2Al + 2NaOH + 2H2O → 2NaAlO2 + 3H2
Al2O3 + 2NaOH → 2NaAlO2
CO2 + NaAlO2 + H2O → Al(OH)3 + NaHCO3
– nH2 = 0,15 mol, nAl(OH)3 = 0,5 mol
Theo bảo toàn nguyên tố Al ta có nAl bđ = nAl(OH)3 = 0,5 mol
Vậy khối lượng m = 27. 0,5 + 232 . 0,15 = 48,3 gam
Bài 2: Trộn 10,8 gam bột nhôm với 34,8g bột Fe3O4 rồi tiến hành phản ứng nhiệt nhôm trong điều kiện không có không khí. Hòa tan hỗn hợp rắn sau phản ứng bằng dung dịch H2SO4 loãng dư thu được 10,752 lít H2(đktc). Hiệu suất phản ứng nhiệt nhôm? (giả sử Fe3O4 chỉ bị khử thành Fe)
Phân tích:
– Với bài tính hiệu suất như bài này HS thường không biết tính hiệu suất theo Al hay Fe3O4 thực tế ở bài này đã biết số mol của Al và Fe3O4 ta cần so sánh tỉ lệ mol các chất để xác định xem hiệu suất của phản ứng tính theo chất nào.
– Vì là bài tính hiệu suất nên hỗn hợp A sau phản ứng gồm: Al2O3, Fe, Al dư, Fe3O4 cho vào dung dịch axit (HCl, H2SO4 loãng) tạo khí H2.
Fe + 2H+ → Fe2+ + H2 (1)
2Al + 6H+ → 2Al3+ + 3H2 (2)
Fe3O4, Al2O3 + H+ → Muối + H2O
→ nH2 = nFe + (3/2).nAl du
Hướng dẫn:
Theo bài ra ta có nAl = 0,4 mol, nFe3O4 = 0,15 mol
→ hiệu suất H = %Fe3O4 phản ứng
Phản ứng: 8Al + 3Fe3O4 → 4Al2O3 + 9Fe
Ban đầu: 0,4 0,15 (mol)
Phản ứng: 8x 3x 9x
Sau phản ứng: (0,4-8x) (0,15 – 3x) 9x
Theo PT 1,2 ta có nH2 = nFe + (3/2).nAl du
0,48 = 9x + (3/2).(0,4 – 8x)
→ x = 0,04 mol
Vậy hiệu suất H = % Fe3O4 = (0,04.3/0,15).100 = 80%
Với chuyên đề: Phản ứng nhiệt nhôm trên đây chúng ta có thể hiểu rõ các phản ứng hóa học, tính chất của phản ứng nhiệt nhôm
Trên đây TaiLieuViet đã giới thiệu tới các bạn lý thuyết Hóa học 9: Chuyên đề: Phản ứng nhiệt nhôm. Để có kết quả cao hơn trong học tập, TaiLieuViet xin giới thiệu tới các bạn học sinh tài liệu Chuyên đề Hóa học 9, Giải bài tập Hóa học lớp 9, Giải bài tập Vật Lí 9, Tài liệu học tập lớp 9 mà TaiLieuViet tổng hợp và giới thiệu tới các bạn đọc
