Thực hiện phản ứng nhiệt nhôm hỗn hợp Al và Fe3O4 trong điều kiện không có không khí

* Hướng dẫn giải

Xét phần 1: do sinh ra H₂ ⇒ Al dư. n_H2 = 0,075 mol ⇒ n_{Al dư} = 0,05 mol.

Rắn không tan là Fe. Ta có: 2H₂SO₄ + 2e → SO₂ + SO₄^2– + 2H₂O.

⇒ n_SO4^2– = n_SO2 = 0,6 mol ⇒ nFe = (82,8 – 0,6 × 96) ÷ 56 = 0,45 mol.

8Al + 3Fe₃O₄ → 4Al₂O₃ + 9Fe ⇒ n_Al2O3 = 0,45 × 4 ÷ 9 = 0,2 mol.

⇒ mphần 1 = 0,05 × 27 + 0,2 × 102 + 0,45 × 56 = 46,95(g) ⇒ m phần 2 = 187,8(g).

⇒ phần 2 gấp 4 lần phần 1 ⇒ phần 2 chứa 0,2 mol Al; 0,8 mol Al₂O₃; 1,8 mol Fe.

Ta có: n_H⁺ = 4n_NO + 2n_NO2 + 2n_O + 10n_NH4+ ⇒ n_NH4⁺ = 0,015 mol.

Đặt nFe(NO₃)₂ = b ⇒ a + b = n_Fe = 1,8 mol; Bảo toàn electron:

0,2 × 3 + 3a + 2b = 1,25 × 3 + 1,51 + 0,015 × 8. Giải hệ có: a = 1,18.

Đáp án D