Phản ứng nhiệt nhôm là gì? Hiệu suất phản ứng nhiệt nhôm

21 Tháng Sáu, 2021 122 Nguyễn Tiến Thành

Logo sieusach

Để giúp các bạn học sinh hiểu rõ phản ứng nhiệt nhôm là gì? Bài viết ngày hôm nay, sieusach.info sẽ tổng hợp đầy đủ những thông tin về phản ứng nhiệt nhôm để gửi đến các bạn! Hãy cùng theo dõi nào!

Phản ứng nhiệt nhôm là gì? 

Phản ứng nhiệt nhôm là một loại phản ứng ở nhiệt độ cao giữa kim loại nhôm với oxit hoặc với các chất khác. Có vai trò là chất khử, phản ứng này sinh nhiều nhiệt và tạo ra nhiều đơn chất kim loại khác. 

Tìm hiểu về phản ứng nhiệt nhôm

Tìm hiểu về phản ứng nhiệt nhôm

Ta cùng tìm hiểu phản ứng nhiệt nhôm qua phương trình giữa nhôm với các axit như sau:

Nhôm khi phản ứng oxit sắt: 2yAl + 3FexOy → yAl2O3 + 3xFe

Đây là loại phản ứng đặc trưng và có nhiều ứng dụng nhất. Cụ thể là hỗn hợp tạo thành gồm có Fe và Al2O3 dùng để hàn vá đường ray tàu lửa.

Phản ứng nhiệt nhôm sinh ra kim loại nào?

Khi phản ứng nhiệt nhôm xảy ra, nhôm sẽ đẩy các kim loại khác ra khỏi oxit phải thõa mãn điều kiện: Đó phải là những kim loại trung bình hoặc yếu (từ Zn trở đi). Bạn hoàn toàn có thể dùng dãy hoạt động hóa học để tìm hiểu thêm các kim loại này nếu vẫn chưa nhớ.

Dãy hoạt động hóa học kim loại để bạn tham khảo thêm

Dãy hoạt động hóa học kim loại để bạn tham khảo thêm

Lưu ý khi giải bài tập hiệu suất phản ứng nhiệt nhôm

Khi tiến hành giải bài tập này, các bạn học sinh cần phải lưu ý một số điểm quan trọng dưới đây:

  • Nếu hỗn hợp sau khi phản ứng cho tác dụng với dung dịch kiềm có sinh ra khí H2 thì Al còn dư sau phản ứng nhiệt nhôm hoặc hiệu suất H của phản ứng bé hơn 100%. Phản ứng này liên quan đến tính chất của kim loại Al nên các bạn học sinh cần phải nắm vững.
  • Khi kết thúc phản ứng mà không thấy khí bay lên thì nghĩa là Al không dư và phản ứng thì xảy ra hoàn toàn
  • Theo định luật bảo toàn khối lượng, tổng khối lượng hỗn hợp trước phản ứng = tổng khối lượng hỗn hợp sau khi phản ứng. 
Một số lưu ý khi giải bài tập về phản ứng nhiệt nhôm

Một số lưu ý khi giải bài tập về phản ứng nhiệt nhôm

  • Nhớ áp dụng định luật bảo toàn electron khi giải bài tập.
  • Giả thiết cho phản ứng xảy ra hoàn toàn → Thì chất rắn chắc chắn có Al2O3, Fe hoặc có thể có Al, FexOy dư. Còn nếu giả thiết không nói đến hoàn toàn, hoặc bắt tính hiệu xuất thì các bạn nên nhớ đến trường hợp chất rắn sau phản ứng có cả 4 chất gồm: Al, FexOy, Al2O3, Fe.

Bài tập về hiệu suất phản ứng nhiệt nhôm có lời giải

Một số bài tập về phản ứng hiệu suất nhiệt nhôm

Bài số 1:

Đề bài

Khi cho 41,4 gam hỗn hợp X gồm có Fe2O3, Cr2O3 và Al2O3 tác dụng với dung dịch NaOH đặc (dư). Sau khi phản ứng thu được chất rắn có khối lượng là 16 gam. Để khử hoàn toàn 41,4g X bằng phản ứng nhiệt nhôm, cần dùng 10,8 gam Al. Thành phần phần trăm theo khối lượng của Cr2O3 có trong hỗn hợp X là? (Cho biết: hiệu suất của các phản ứng là 100%; O = 16; Al = 27; Cr = 52; Fe = 56)

  1. 50,67%.
  2. 20,33%.
  3. 66,67%.
  4. 36,71%.
Bài tập số 1

Bài tập số 1

Lời giải

Khi cho hỗn hợp X tác dụng với NaOH ta thu được các phương trình hóa học sau đây:

PTHH: Cr2O3 + 2NaOH → 2NaCrO2+ H2O

PTHH: Al2O3 + 2NaOH → 2NaAlO2 + H2O

Vì Fe2O3 không phản ứng được với dung dịch kiềm, nên khối lượng chất rắn còn lại là Fe2O3

mFe2O3 = 16 gam.

Từ đó tính được số mol của oxit sắt III là: → n Fe2O3 = 16/160 = 0,1 mol

Tiến hành phản ứng nhiệt nhôm của X:

PTHH: Cr2O3 + 2Al → Al2O3 + 2Cr (1)

PTHH: Fe2O3 + 2Al → Al2O3 + 2Fe (2)

  0,1 mol

Theo bài ra ta có số mol Al cần phản ứng sẽ bằng: nAl = 10.8/27 = 0.4 (mol)

Theo phương trình (2) khi cân bằng số mol thì nAl = 2.nFe3O4 = 0,2 (mol)

Do đó, số mol còn lại của Al có trong phương trình (1) là: 

nAl (1) = 0.4 – 0.2 = 0.2 (mol)

Dễ dàng suy ra:

nCr2O3 = 0.1 mol ——> m = 15.2 gam

Phần trăm oxit crom trong hỗn hợp bằng: % Cr2O3 = 15.2 / 41.4 = 36.71 % —-> Chọn đáp án trắc nghiệm là D.

Bài số 2: 

Đề bài

Nung nóng m gam hỗn hợp Al và Fe2O3 (ở trong môi trường không có không khí) tới khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được hỗn hợp rắn Y. Rồi chia Y thành hai phần bằng nhau:

– Phần 1 cho tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng (dư), sinh ra 3,08 lít khí H2 (ở đktc);

– Phần 2 cho tác dụng với dung dịch bazo NaOH (dư), sinh ra 0,84 lít khí H2 (ở đktc).

Giá trị của m là

  1. 22,75
  2. 21,40.
  3. 29,40.
  4. 29,43.

Bài tập số 2

Lời giải

Đầu tiên ta xác định được ngay là dạng toán liên quan đến phản ứng nhiệt nhôm giữa Al và oxit sắt II. Phương trình phản ứng:

PTHH: 2Al + Fe2O3 —-> Al2O3 + 2Fe (1)

Phần 2 tác dụng với dung dịch bazo NaOH (dư), sinh ra 0,84 lít khí H2 (ở đktc):

Al + NaOH + H2O  NaAlO2 + 3/2H2

Phần (1) tác dụng với dung dịch H2SO4  ta được các phương trình sau:

PTHH: 2Al + 3H2SO4 ————->  Al2(SO4)3 + 3H2

         =>nAl= 0.025(mol)

           Fe + H2SO4 l ——————-> FeSO4 + H2

           y = 0.1 mol

          2Al + Fe2O3 —————->  Al2O3 + 2Fe (1)

Khối lượng của Al : m (Al) = (0,1 +0,025).27 = 3,375(gam)

Khối lượng của Fe2O3 : m(Fe2O3) =  0,05.160 = 8(gam)

Suy ra tổng khối lượng của chất rắn: m = 11,375.2 = 22,75 (gam)

Vậy đáp án đúng của bài tập này là đáp án A. 22,75 gam

Vừa rồi chúng ta đã tìm hiểu phản ứng nhiệt nhôm là gì và cùng giải một số bài tập liên quan đến hiệu suất phản ứng nhiệt nhôm! Hy vọng những thông tin trên sẽ giúp ích cho các bạn học tốt hơn về bộ môn hóa học! Hẹn gặp lại các bạn trong các bài viết tiếp theo của sieusach.info!

Xem thêm:

Bài viết liên quan