Tài liệu Các chuyên đề Bồi dưỡng Học sinh giỏi Hóa học Trung học cơ sở - Chuyên đề 14: Phản ứng nhiệt nhôm

CHUYÊN ĐỀ: PHẢN ỨNG NHIỆT NHÔM
Nung nóng m gam hỗn hợp A gồm bột Al và sắt oxit FexOy trong điều kiện không có không khí, được hỗn hợp B. Nghiền nhỏ, trộn đều B rồi chia làm hai phần. 
- Phần 1 có khối lượng 14,49 gam được hòa tan hết trong dung dịch H2SO4 đặc nóng dư, thu được dung dịch C và 5,544 lít khí SO2 duy nhất (điều kiện tiêu chuẩn). 
- Phần 2 tác dụng với lượng dư dung dịch NaOH đun nóng, thấy giải phóng 0,336 lít khí H2 (điều kiện tiêu chuẩn) và còn lại 2,52 gam chất rắn. Các phản ứng đều xảy ra hoàn toàn.
Viết các phương trình phản ứng xảy ra?
Xác định công thức của oxit sắt và tính m?
(HSG Cà Mau 17-18)
Hỗn hợp X gồm 3,92 gam Fe, 16 gam Fe2O3 và m gam Al. Nung nóng X ở nhiệt độ cao trong điều kiện 
không có không khí, thu được chất rắn Y. Chia Y thành hai phần bằng nhau.
- Phần 1: Cho tác dụng với lượng dư dung dịch H2SO4 loãng, thu được 4a mol H2.
- Phần 2: Cho tác dụng với lượng dư dung dịch NaOH, thu được a mol khí H2.
Tính giá trị của m. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn.
(HSG Cần Thơ 17-18)
Nung ở nhiệt độ cao m gam hỗn hợp X gồm Al và Fe2O3 trong điều kiện không có không khí, thu được hỗn hợp Y. Chia Y thành hai phần bằng nhau. Hoà tan phần 1 trong dung dịch H2SO4 loãng, dư thu được 1,12 lít khí H2 (đktc). Hoà tan phần 2 trong 650 ml dung dịch NaOH 0,1M dư, thu được dung dịch Z và còn lại 4,4 gam chất rắn không tan. 
Tìm giá trị của m. 
Nếu lấy phần 1 hoà tan trong axit H2SO4 đậm đặc, nóng, dư thì cần bao nhiêu gam axit H2SO4 98% (sinh ra sản phẩm khử duy nhất là SO2), biết đã lấy dư 19,6% so với lượng cần thiết phản ứng. 
Cho dung dịch axit HCl 0,5M vào dung dịch Z, thấy thu được 1,95 gam kết tủa. Tính thể tích dung dịch HCl 0,5M đã dùng. Cho rằng các phản ứng xảy ra hoàn toàn và quá trình nung X chỉ xảy ra phản ứng: .
(HSG Phú Yên 17-18)
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 (đktc). Tính hiệu suất phản ứng nhiệt nhôm?
(HSG Bình Định 17-18)
Hoà tan hoàn toàn m gam hỗn hợp Al, Fe3O4 và CuO bằng dung dịch H2SO4 đặc, nóng, dư thu được 21,84 lít khí SO2 (sản phẩm khử duy nhất). Mặt khác, trộn đều m gam hỗn hợp trên, thực hiện phản ứng nhiệt nhôm hoàn toàn (trong điều kiện không có không khí) được chất rắn B. Cho toàn bộ B tác dụng với dung dịch NaOH dư thoát ra 3,36 lít khí H2. Khi phản ứng kết thúc, tiếp tục cho thêm dung dịch HCl tới dư được dung dịch C, m1 gam chất rắn và 10,08 lít khí H2.
a/ Viết phương trình phản ứng xảy ra.
b/ Tính m và m1. (Các thể tích khí đo ở điều kiện tiêu chuẩn)
(HSG Gia Lai 16-17)
Thực hiện phản ứng nhiệt nhôm hỗn hợp gồm Al và Fe2O3 (trong điều kiện không có không khí) thu được 7,23 gam hỗn hợp X. Nghiền nhỏ, trộn đều và chia X thành hai phần. Cho phần một tác dụng với dung dịch KOH dư, thu được 0,336 lít khí H2 (đktc) và 1,12 gam chất rắn không tan. Hòa tan hết phần hai trong 170 ml dung dịch HNO3 2M, thu được 0,672 lít khí NO duy nhất (đktc) và dung dịch Y chỉ chứa m gam hỗn hợp muối. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. 
Viết phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra và tính giá trị của m.
Dung dịch Y hòa tan được tối đa p gam Cu. Tính giá trị của p.
Bằng phương pháp hóa học, hãy trình bày sơ đồ tách riêng từng chất ra khỏi hỗn hợp X sao cho không làm thay đổi khối lượng của mỗi chất.
(TS 10 chuyên Bắc Giang 18-19)
Tiến hành phản ứng nhiệt nhôm với sắt (III) oxit trong điều kiện không có không khí, thu được hỗn hợp A. Chia hỗn hợp A (đã trộn đều) thành hai phần. Phần thứ nhất có khối lượng ít hơn phần thứ hai là 26,8 gam. Cho phần thứ nhất tác dụng với lượng dư dung dịch NaOH thấy có 3,36 lít khí H2 bay ra. Hòa tan phần thứ hai bằng lượng dư dung dịch HCl thấy có 16,8 lít H2 bay ra. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn với hiệu suất 100%, các thể tích khí được đo ở đktc. Tính khối lượng Fe có trong hỗn hợp A.
(TS 10 chuyên KHTN Hà Nội 18-19)
X là hỗn hợp bột gồm Al, CuO và 2 oxit sắt, trong đó oxi chiếm 13,71% khối lượng hỗn hợp. Tiến hành phản ứng nhiệt nhôm (không có không khí) một lượng rắn X được hỗn hợp rắn Y. Cho Y vào dung dịch NaOH dư thoát ra V lít H2 (đktc) và có 1,2 mol NaOH đã tham gia phản ứng, chất rắn còn lại không tan có khối lượng là 28 gam. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Hãy tính giá trị của V.
(TS 10 chuyên Thanh Hóa 18-19)
Nung nóng m gam hỗn hợp Al và FexOy (không có không khí) đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được hỗn hợp rắn A. Cho A tác dụng với dung dịch NaOH dư thu được 0,03 mol H2, dung dịch B và 4,48 gam chất rắn không tan. Cho từ từ dung dịch HCl vào dung dịch B đến khi thu được lượng kết tủa lớn nhất thì dừng lại. Lọc kết tủa đem nung đến khối lượng không đổi được 5,1 gam chất rắn.
a/ Viết các PTHH xảy ra?
b/ Xác định FexOy?
c/ Tính giá trị m?
(TS 10 chuyên Kiên Giang 17-18)
Cho m2 gam hỗn hợp gồm Al và FexOy, nung nóng hỗn hợp để thực hiện phản ứng nhiệt nhôm (chỉ xảy ra phản ứng tạo thành Fe và nhôm oxit). Hỗn hợp sau phản ứng được chia làm 2 phần, phần 1 có khối lượng là 9,39 gam. Hòa tan hoàn toàn phần 1 bằng axit HCl dư thì thu được 2,352 lít khí (đktc). Phần 2 tác dụng vừa đủ với 900ml dung dịch NaOH 0,2M thấy giải phóng 0,672 lít khí (đktc). Xác định công thức hóa học của FexOy, tính giá trị m2 (biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn).
(TS 10 chuyên Quảng Trị 17-18)
Hỗn hợp X gồm kim loại Al và oxit FexOy. Nung m gam X trong điều kiện không có không khí, khi đó xảy ra phản ứng: 2yAl + 3FexOy → yAl2O3+ 3xFe
Sau phản ứng thu được hỗn hợp rắn Y. Chia Y thành ba phần:
Phần 1: cho tác dụng với dung dịch NaOH (lấy dư), sau phản ứng thu được 1,68 lít khí H2 và 12,6 gam chất rắn không tan.
Phần 2: cho tác dụng với H2SO4 (đặc, nóng, lấy dư), sau phản ứng thu được 27,72 lít khí SO2 và dung dịch Z có chứa 263,25 gam muối sunfat.
Phần 3: có khối lượng nhiều hơn phần 1 là 8,05 gam.
Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn và thể tích các khí đều đo ở đktc.
Tính m
Xác định công thức phân tử của oxit FexOy.
(TS 10 chuyên TPHCM 17-18)
Thực hiện phản ứng nhiệt nhôm với 5,76 gam hỗn hợp A gồm Al và FeO (không có không khí) thu được hỗn hợp rắn B. Cho B vào 10 gam dung dịch NaOH 20% thu được rắn C và dung dịch D. Cô cạn dung dịch D thu được 3,68 gam chất rắn khan. Hòa tan hoàn toàn chất rắn C trong dung dịch HCl dư thu được 1,008 lít khí (đo ở điều kiện tiêu chuẩn). Tính hiệu suất của phản ứng nhiệt nhôm.
(TS 10 chuyên Quảng Ninh 12-13)
Nung m gam hỗn hợp X gồm Al và Fe3O4 sau một thời gian thu được chất rắn Y. Để hòa tan hết Y cần V lít dung dịch H2SO4 0,7M (loãng). Sau phản ứng thu được dung dịch Z và 0,6 mol khí. Cho dung dịch NaOH vào dung dӏch Z đến dư, thu được kết tủa M. Nung M trong chân không đến khối lượng không đổi thu được 44 gam chất rắn T. Cho 50 gam hỗn hợp A gồm CO và CO2 qua ống sứ được chất rắn T nung nóng. Sau khi T phản ứng thu được hỗn hợp khí B có khối lượng gấp 1,208 lần khối lượng của A. Tính giá trị của m và V.
(Thi thử HSG Amsterdam Hà Nội 2018)
Nhiệt nhôm 28,08 gam hỗn hợp X gồm Al và FexOy (trong môi trường không có không khí), thu hỗn hợp chất rắn sau nung đem trộn đều và chia làm 2 phần bằng nhau.
- Phần 1: Hòa tan vào dung dịch NaOH dư, thu được 2,016 lít H2 (đktc), còn lại chất rắn Y. Hòa tan hết Y vào dung dịch HNO3 dư, thu được 2,464 lít NO (đktc, spk duy nhất). 
- Phần 2: Phản ứng tối đa với dung dịch chứa 64,68 gam H2SO4 (đặc, nóng), thu được SO2 (sản phẩm khử duy nhất). 
Tìm công thức oxit sắt và hiệu suất phản ứng nhiệt nhôm?
(Thi thử HSG Gia Lai 2018)