Là một trong những phản ứng oxi hóa khử quan trọng và được ứng dụng nhiều trong cuộc sống, cũng như xuất hiện nhiều trong các dạng lý thuyết và bài tập. Hôm nay, HOC247 gửi tới các bạn chuyên đề về phản ứng của CO, H2, C, Al với oxit kim loại. Mong muốn của chúng tôi là giúp các bạn hoàn thiện, nâng cao kiến thức để hoàn thành được mục tiêu của mình.
1. Tổng quan kiến thức
1.1.Tổng quan kiến thức
-Bản chất là phản ứng oxi hóa khử, riêng phản ứng của nhôm có tên gọi là phản ứng nhiệt nhôm.
- CO, H2, C, Al là các chất có tính khử vì vậy chúng dùng đề khử các oxit kim loại thành kim loại.
- Ứng dụng: điều chế các kim loại.
-Phản ứng xảy ra trong điều kiện nung nóng
VD: H2 + CuO → Cu + H2
Đen đỏ
1.2. Phương pháp giải bài tập
- Phương chung để giải là dùng phương pháp bảo toàn electron hoặc bảo toàn nguyên tố hoặc bảo toàn khối lượng để giải.
-Chú ý
+ Trong các phản ứng của C, CO, H2 thì số mol nCO= nCO2, nC= nCO2, nH2= nH2O.
+ Các chất khử C, CO, H2 không khử được các oxit MgO, Al2O3 và các oxit khác của kim loại kiềm và kiềm thổ.
+ Thực chất khi cho CO, H2 tác dụng với các chất rắn là oxit thì khối lượng của chất rắn giảm đi chính là khối lượng của oxi trong các oxit.
VD : Hỗn hợp G gồm Fe3O4 và CuO. Cho hiđro dư đi qua 6,32 gam hỗn hợp G nung nóng cho đến khi phản ứng hoàn toàn, thu được chất rắn G1 và 1,62 gam H2O. Tính số mol của Fe3O4 và CuO trong hỗn hợp G ban đầu.
Giải:
Ta có nH2O = 0,09 mol =>nO = 0,09 mol
nFe3O4 = x ; nCuO = y
Ta có: 232x + 80y = 6,32 ; 4x + y = 0,09
→ x = 0,01 và y = 0,05
2. Bài tập và hướng dẫn giải
Bài 1: Trộn hỗn hợp bột Al với bột Fe2O3 dư. Khơi mào phản ứng của hỗn hợp ở nhiệt độ cao trong môi trường không có không khí. Sau khi kết thúc phản ứng cho những chất còn lại tác dụng với dung dịch HCl (dư) thu được 2,24 lít khí hidro (đktc).Số gam bột nhôm có trong hỗn hợp đầu là
A. 0,27 gam.
B. 2,7 gam.
C. 0,027 gam.
D. 5,4 gam.
Bài làm:
nH2 = 2,24/22,4 = 0,1 mol
Ta thấy Fe2O3 dư nên khí H2 thu được từ phản ứng giữa Fe và dung dịch HCl
→ nH2 = nFe = 0,1 mol
Fe+3 +3e → Fe0
Al0 → Al3+ + 3e
→ nFe = nAl = 0,1 mol → mAl = 2,7 gam
Bài 2. Cho 31,9 gam hỗn hợp Al2O3, ZnO, FeO, CaO tác dụng hết với CO dư nung nóng thu được 28,7 gam hỗn hợp Y. Cho Y tác dụng với dung dịch HCl dư thu được V lít H2 (đktc). Thể tích H2 là
A. 4,48 lít.
B. 5,6 lít.
C. 6,72 lít.
D. 11,2 lít.
Bài làm:
Bảo toàn khối lượng ta được
mO = mhh ban đầu – mY = 31,9 – 28,7 = 3,2 gam
→ nO = 3,2/16 = 0,2 mol
Khi cho Y tác dụng với HCl dư
→ nH2 = nO = 0,2 mol → VH2 = 0,2.22,4 = 4,48 lít
→ Đáp án A
Bài 3. Một hỗn hợp X gồm Fe2O3, FeO và Al2O3có khối lượng là 42,4 gam. Khi cho X tác dụng với CO dư, nung nóng người ta thu được 41,6 gam hỗn hợp rắn Y và hỗn hợp khí gồm CO, CO2, khi cho hỗn hợp khí này qua dung dịch Ba(OH)2 dư thì thu được m gam kết tủa. Khối lượng kết tủa này bằng
A. 4 gam.
B. 16 gam.
C. 9,85 gam.
D. 32 gam.
Bài làm:
Bảo toàn khối lượng ta được
mO = mX – mY = 42,4 – 41,6 = 0,8 gam → nO = 0,8/16 = 0,05 mol
Hỗn hợp khí CO, CO2 đi qua dung dịch Ba(OH)2 dư
nO = nCO2 = 0,05 mol → n↓ = nCO2 = 0,05 mol
→ m↓ = 0,05.197 = 9,85 gam
→ Đáp án C
Bài 4. Thổi từ từ V lít hỗn hợp khí (đktc) gồm CO và H2 đi qua một ống đựng 16,8 gam hỗn hợp 3 oxit: CuO, Fe3O4, Al2O3 nung nóng, phản ứng hoàn toàn. Sau phản ứng thu được m gam chất rắn và một hỗn hợp khí nặng hơn khối lượng của hỗn hợp V là 0,32 gam. Tính V và m.
A. 0,224 lít và 14,48 gam.
B. 0,672 lít và 18,46 gam.
C. 0,112 lít và 12,28 gam.
D. 0,448 lít và 16,48 gam.
Bài làm:
Phân tích: V lít hỗn hợp khí CO, H2 đi qua ống chứa oxit thấy khối lượng hỗn hợp khí tăng 0,32 gam
→ m tăng = mO = 0,32 gam => nO = 3,2/16 = 0,02 mol
→ nO = n hh khí = 0,02 mol => V = 0,02.22,4 = 0,448 lít
Khối lượng chất rắn giảm = khối lượng hỗn hợp khí tăng = 0,32 gam
→ m = 16,8 – 0,32 = 16,48 gam
→ Đáp án D
Bài 5. Cho luồng khí CO đi qua ống sứ đựng 0,04 mol hỗn hợp A gồm FeO, Fe2O3 đốt nóng. Sau khi kết thúc thí nghiệm thu được hỗn hợp B gồm 4 chất rắn nặng 4,784 gam. Khí đi ra khỏi ống sứ cho hấp thụ vào dung dịch Ba(OH)2 dư thì thu được 9,062 gam kết tủa. % khối lượng Fe2O3 trong A là
A. 86,96%.
B. 16,04%.
C. 13,04%.
D. 6,01%.
Bài làm:
Cho CO đi qua ống sứ chứa oxit Fe → khí đi ra khỏi ống sứ là CO2
Cho CO2 sục vào dung dịch Ba(OH)2 dư → chỉ thi được BaCO3
=>nBaCO3 = 9,062/197 =0,046 mol
=>nO = 0,046 mol => mO = 0,046.16 = 0,736 gam
Bảo toàn khối lượng ta được : mA = mB + mO = 4,784 + 0,736 = 5,52 gam
nFeO = x ; nFe2O3 = y
→ x+ y = 0,04
72x + 160y = 5,52
→ x = 0,01 mol ; y = 0,03 mol
→ mFe2O3 = 0,03.160 = 4,8 gam
%Fe2O3 = 4,8/5,52 = 86,96 %
→ Đáp án A
Bài 6. Thổi CO dư qua ống đựng 217,4 gam hỗn hợp gồm CuO, Fe2O3, FeO, Al2O3 nung nóng được 215 gam chất rắn. Dẫn toán bộ khí thoát ra vào dung dịch nước vôi trong dư thấy có m gam kết tủa. Tính m.
A. 15 gam.
B. 20 gam.
C. 25 gam.
D. 30 gam.
Bài làm:
Thổi khí CO dư qua ống chứa hỗn hợp oxit
Bảo toàn khối lượng ta được : mgiảm = 217,4 – 215 = 2,4 gam = mO
→ nO = 2,4 /16 = 0,15 mol
Cho CO2 sục vào dung dịch Ba(OH)2 dư → chỉ thi được BaCO3
nCO2 = nO = nBaCO3 = 0,15 mol
→ m↓ = 0,15.197 = 29,55 gam
→ Đáp án D
Bài 7. Dẫn từ từ hỗn hợp khí CO và H2 qua ống sứ đựng 20,7 gam hỗn hợp bột các oxit ZnO, Al2O3, Fe3O4, CuO, FeO. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 3,36 lít (đktc) hỗn hợp khí và hơi chỉ chứa CO2 và H2O, trong ống sứ còn lại m gam chất rắn. Giá trị của m là
A. 18,3 gam.
B. 18,6 gam.
C 16,4 gam.
D 20,4 gam.
Bài làm:
Ta có n khí = 3,36/22,4 = 0,15 mol
→ nO = 0,15 mol → mO = 0,15.16 = 2,4 gam = m hh giảm
→ Khối lượng hỗn hợp ban đầu: m = 20,7 – 2,4 = 18,3 gam
→ Đáp án A
---(Hết )---
Trên đây là toàn bộ nội dung tài liệu Chuyên đề phương pháp giải bài tập về phản ứng của CO, H2, C, Al với oxit kim loại môn Hóa học 12 năm 2021-2022. Để xem thêm nhiều tư liệu hữu ích khác, các em đăng nhập vào trang hoc247.net để tải tài liệu về máy tính.
Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập.
