Hỗn hợp X gồm Al, Fe2O3 có khối lượng 21,67 gam. Tiến hành phản ứng nhiệt nhôm

* Hướng dẫn giải

Phản ứng nhiệt nhôm:

2Al + $F{e}_2{O}_3$ $\stackrel{t^o}{\to }$ $A{l}_2{O}_3$+ 2Fe

Bài toán có hiệu suất $\Rightarrow$ phản ứng chưa hoàn toàn.

Vậy hỗn hợp rắn sau phản ứng gồm: Fe, $A{l}_2{O}_3$, Al (dư) và $F{e}_2{O}_3$ (dư)

Chất rắn phản ứng với NaOH có $A{l}_2{O}_3 và Al dư$.

$$\begin{gathered} 2Al + 2NaOH + 2H_{2}O \to 2NaAl{O}_{2 }+ 3H_2 \\ 0,06 \leftarrow 0,09 mol \\ A{l}_2{O}_3 + 2NaOH \to 2NaAl{O}_2 + H_{2}O \end{gathered}$$

Theo định luật bảo toàn khối lượng, ta có:

$$\begin{gathered} m_X=m_{ rắn \tan }+ m_{rắn không\hspace{0.17em}\tan } \\ \iff m_X = m_{Al} + m_{A{l}_2{O}_3} + m_{rắn không \tan } \\ \iff m_{A{l}_2{O}_3} = m_X - m_{Al} - m_{A{l}_2{O}_3} \\ \iff m_{A{l}_2{O}_3} = 21,67 - 12,4 - 0,06.27 = 7,65 gam. \\ \Rightarrow n_{A{l}_2{O}_3} = \frac{7,65}{102}=0,075 mol \end{gathered}$$

Xét phản ứng:

$$\begin{gathered} 2Al + F{e}_2{O}_3 \stackrel{t^o}{\to 2}Fe + A{l}_2{O}_3 \\ 0,15 0,075 \leftarrow 0,075 mol \end{gathered}$$

$$\begin{gathered} \Rightarrow n_{Al bđ} = n_{Al pư} + n_{Al dư} \\ = 0,15 + 0,06 = 0,21 mol \\ {n}_{F{e}_2{O}_{3 bđ}} = \frac{21,67 - 0,21.27}{160} = 0,1 mol \end{gathered}$$

Giả sử phản ứng hoàn toàn thì Al sẽ dư

→ Tính hiệu suất phản ứng nhiệt nhôm theo $F{e}_2{O}_3$.

⇒ H = $\frac{0,075}{0,1}.100\%$ = 75%

⇒ Chọn D.