Trộn 5,4 gam bột Al với 17,4 gam bột Fe3O4 rồi tiến hành phản ứng nhiệt nhôm (trong điều kiện không có không khí). Giả sử chỉ xảy ra phản ứng khử Fe3O4 thành Fe. Hòa tan hoàn toàn chất rắn sau phản ứng bằng dung dịch H2SO4 loãng (dư) thu được 5,376 lít khí H2 (ở đktc). Hiệu suất phản ứng nhiệt nhôm và số mol H2SO4 đã phản ứng là:
A. 75 % và 0,54 mol
B. 80 % và 0,52 mol
C. 75 % và 0,52 mol
D. 80 % và 0,54 mol
Đáp án D
nAl = 0,2 mol ; nFe3O4 = 0,075 mol ; nH2 = 0,24 mol
Phản ứng xảy ra không hoàn toàn:
8Al + 3Fe3O4 → 4Al2O3 + 9Fe
x 0,5x (mol)
Hòa tan chất rắn (Fe, Al dư) vào H2SO4 ⇒H2
BT e ta có: 2.nFe + 3.nAl = 2.nH2
⇒ 9/8.x.2 + (0,2 – x).3 = 0,24.2 ⇒ x = 0,16 mol ⇒ Hphản ứng = 0,16/0,2 = 80%
BT e ⇒nH+phản ứng = 2.nFe + 3.nAl + 6.nAl2O3 + 8.nFe3O4 = 0,36 + 0,12 + 0,48 + 0,12 = 1,08 mol
⇒ nH2SO4phản ứng = 1,08/2 = 0,54mol