Al khử được những oxit kim loại nào

Phương trình phản ứng tổng quát:. [CO; H2; C; Al] + MxOy - M[ hoặc oxit cú số OXH thấp hơn] +[CO2; H2O; CO; Al2O3 ] [ M là kim loại đứng sau Al trong dãy điện hóa] II- Chú ý khi giải bài tập dạng này: - thường áp dụng cá định luật bảo toàn nguyên tố, bảo toàn khối lượng, bảo toàn e. - Khi khử oxit kim loại bằng các chất khử như CO, H2, Al… thì chất khử lấy oxi của oxit tạo ra: CO2, H2O, Al2O3. Biết số mol CO, H2, Al… tham...

Chủ đề:

• ôn tấp
• trắc nghiệm hóa học
• luyện thi đại học
• chuyên đề hóa học
• kiến thức hóa

Nội dung Text: Chuyên đề: H2, CO, C, Al.. Khử OXIT

1. Chuyên đề: H2, CO, C, Al.. Khử OXIT kim loại. A- Lý thuyết. I- Phương trình phản ứng tổng quát:. [CO; H2; C; Al] + MxOy - > M[ hoặc oxit cú số OXH thấp hơn] +[CO2; H2O; CO; Al2O3 ] [ M là kim loại đứng sau Al trong dãy điện hóa] II- Chú ý khi giải bài tập dạng này: - thường áp dụng cá định luật bảo toàn nguyên tố, bảo toàn khối lượng, bảo toàn e. - Khi khử oxit kim loại bằng các chất khử như CO, H2, Al… thì chất khử lấy oxi của oxit tạo ra: CO2, H2O, Al2O3. Biết số mol CO, H2, Al… tham gia phản ứng hoặc hết số mol CO2, H2O, Al2O3 tạo ra tính được lượng oxi trong oxit [hay trong hỗn hợp oxit] và suy ra lượng kim loại [hay hỗn hợp kim loại].[ Chỉ khử những ion kim loại đứng sau Al trong dãy điện hóa của kim loại] - Khi khử oxit kim loại bằng các chất khử CO [H2] thì CO [H2] có nhiệm vụ lấy oxi của oxit kim loại ra khỏi oxit. Mỗi một phân tử CO[H2] chỉ lấy được 1mol O ra khỏi oxit. Khi hết số mol CO2 [ nO = nCO = nO lấy của oxit hoặc [ H2O] [ nO= n H2O . áp dụng định luật bảo toàn khối lượng tính khối lượng hỗn hợp oxit ban đầu. B- Bài tập áp dụng:. Thí dụ 1 : Khử ho àn toàn 17,6g hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe2O3, cần 4,48 lít H2 [đktc] . Khối lượng sắt thu được là : A- 14,5 g , B -15,5g C- 14,4 g D- 16,5g Đáp án : C Cách nhẩm : CO lấy oxi của oxit tạo ra CO2. Số mol nguyên tử O trong oxit phải bằng số mol CO và bằng 0,2 mol. Vậy khối lượng oxi trong oxit là 3,2 g và lượng sắt là 17,6 g - 3,2 g = 1 4,4 g . 1
2. 4,48 nco = no = = 0,2 ; mo = 16 x 0,2 = 3,2g 22,4 mFe = 17,6 - 3,2 = 14,4 g Thí dụ 2 : Hỗn hợp A gồm sắt và oxi sắt có khối lượng 2,6 g . Cho khí CO đi qua A đun nóng, khí đi ra sau phản ứng được dẫn vào bình đựng nước vôi trong dư, thu được 10g kết tủa trắng. K hối lượng sắ t trong A là: A- 1 g B- 1,1 g C- 1,2 g D- 2,1 g Đáp án : A 10 Cách nhẩm : Kết tủa là CaCO3 . nCaCO3 = nCO2 = nCO = = 0,1 100 n O trong oxit = nCO = 0,1. Khối lượng oxi trong oxit là 1,6 g Khối lượng sắt trong hỗn hợp A là : 2,6 – 1,6 = 1 g. Thí dụ 3 : Khử hoàn toàn 32g hỗn hợp CuO và Fe2O3 bằng khí H2, thấy tạo ra 9 g nước. Khối lượng hỗn hợp kim loại thu được là : A- 12 g B- 16g C- 24 g D- 26 g Đáp án : C 9 m kim loại = 32 - Cách nhẩm : nH2O = nO của oxit = = 0,5 ; mO =16 x 0,5 = 8g 18 8 = 24 g Thí dụ 4 : cho 0,3 mol FexOy tham gia phản ứng nhiệt nhôm thấy tạo ra 0,4 mol Al2O3. Công thức oxit sắt là : D- không xác định được vì không cho biết A-FeO B- Fe2O3 C- Fe3O4 số mol Fe tạo ra. Đáp án : C 2
3. Cách nhẩm : Al lấy đi oxi của FexOy để tạo ra Al2O3. Vì vậy số mol nguyên tử O trong Al2O3 và trong FexOy phải bằng nhau. Do đó : 0,3 y = 0,4 x 3 = 1,2  y = 4  Fe3O4 Thí dụ 5 : Đốt cháy không hoàn toàn 1 lượng sắt đã dùng hết 2,24 lít O2 ở đktc, thu được hỗn hợp A gồm các oxit sắt và sắt dư. Khử hoàn toàn A bằng khí CO dư, khí đi ra sau phản ứng được dẫn vào bình đựng nước vôi trong dư . Khối lượng kết tủa thu được là : A- 10 g B- 20gC- 30gD- 40 g Đáp án : B 2,24 Cách nhẩm : nO đã dùng = nCO= nCO2 =nCaCO3 = .2 = 0,2 2,24 mCaCO3 = 100 x 0,2 = 20g Thí dụ 6 : Cho V lít [ đktc] khí H2 đi qua bột CuO đun nóng, thu được 32 g Cu. Nếu cho V lít H2 đi qua bột FeO đun nóng thì lượng Fe thu được là: A- 24g B- 26 g C- 28gD-30g Đáp án : C 32 Cách nhẩm : nH2 = nCu= nFe = = 0,5 64 mFe = 56 x 0,5 = 28 g Thí dụ 7 : Để khử hoàn toàn hỗn hợp FeO và ZnO thành kim loại cần 2,24 lít H2 ở đktc. Nếu đem hỗn hợp kim loại thu được hoà tan hoàn toàn vào axit HCl thì thể tích khí H2 [ đktc] thu được là : A- 4,48 l B- 1,12 l C-3,36 l D-2,24 l 3
4. Đáp án : D 2,24 Cách nhẩm : n hh oxit = nH2 = n hh kim loại = = 0,1. 2,24 Khi hoà tan hỗn hợp kim loại vào axit thì : nH2 = n hh kim loại = 0,1 VH2 = 22,4 x 0,1 = 2,24 l Thí d ụ 8: Thổi một luồng khí CO dư đi qua ống đựng hỗn hợp 2 oxit Fe3O4 và CuO nung nóng đ ến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 2,32 g hỗn hợp kim loại. Khí thoát ra được đ ưa vào bình đựng dung dịch Ca[OH]2 d ư thấy có 5g kết tủa trắng. Khối lượng hỗn hợp 2 oxit kim loại ban đầu là: E - Kết quả khác A - 3,12g B - 3,21g C - 4g D - 4,2g * Cách giải nhanh: CO lấy oxi trong oxit [ CO2 nO[trong oxit] = nCO = n CO2  n CaCO3  0,05[mol] [ moxit = mKL + moxi trong oxit = 2,32 + 0,05 x 16 = 3,12 [g] Vậy đáp án [ A ] đúng C- Bài tập áp dụng: 4
5. D- Chuyên đề bài tập phản ứng nhiêt nhôm A- Lí thuyết: 1- ĐỊNH NGH ĨA: Phản ứng nhiệt nhôm là phản ứng Al đẩy ion kim loại trong oxit của kim loại thành kim loại có tính khử yếu hơn Al. Al + MxOy - >[t0] M [ho ặc oxit của M [MaOb] có số OXH thấp hơn] + Al2O3 2- PTPU: [ M là kim loại đứng sau Al] -Thường gặp là phản ứng nhiệt nhôm: Gọi a là số mol của Al; b là số mol của oxit sắt.[Fe2O3] 2Al + Fe2O3 → Al2O3 + 2Fe I. Nếu phản ứng xảy ra hoàn toàn: Thường do không biết số mol Al và Fe2O3 là bao nhiêu nên phải xét đủ 3 trường hợp rồi tìm nghiệm hợp lí: 1. Trường hợp 1: Al và Fe2O3 dùng vừa đủ: 2Al + Fe2O3 → Al2O3 + 2Fe a a → → →a a 2 2 a  Hỗn hợp sau phản ứng: Fe: a mol; Al2O3: mol 2 2. Trường hợp 2: Al dùng dư: 2Al + Fe2O3 → Al2O3 + 2Fe → b → b→ 2b 2b  Hỗn hợp sau phản ứng: Fe: 2b mol; Al2O3: b mol; Aldư: [a-2b] mol. Điều kiện: [a-2b>0] 3. Trường hợp 3: Fe2O3 dùng dư: 2Al + Fe2O3 → Al2O3 + 2Fe a a → → →a a 2 2 5
6. a a a  Hỗn hợp sau phản ứng: Fe: a mol; Al2O3: ; Fe2O3: [b- ]mol. Điều kiện: [b- ]>0] 2 2 2 Chú ý: - Khi cho sản phảm phản ứng vào dd axit loãng thấy có khí thoát ra => Al dư hoặc phản ứng tạo ra kim loại đứng trước H trong dãy điện hóa. - Khi cho sản phẩm vào dd kiềm mạnh thấy có khí thoát ra => phản ứng Al dư. II. Nếu phản ứng xảy ra không hoàn toàn: Gọi x là số mol Fe2O3 tham gia phản ứng 2Al + Fe2O3 → Al2O3 + 2Fe → x → x → 2x 2x  Hỗn hợp sau phản ứng: Fe: 2x mol; Al2O3: x mol; Fe2O3 dư: [b-x]mol; Al dư: [a-2x]mol Chú ý: Nếu đề yêu cầu tính hiệu suất phản ứng ta giải trường hợp phản ứng xảy ra không hoàn toàn. B - Bài tập. 6
7. 7