Hỗn hợp X gồm Al và Fe3O4. Nung hỗn hợp X ở nhiệt độ cao thu được hỗn hợp Y. Chia Y thành 2 phần bằng nhau:− Phần 1 cho vào dung dịch NaOH dư, sau phản ứng thu được 1,344 lít khí (đktc).− Phần 2 hòa tan vừa hết trong 310 ml dung dịch H2SO4 1M (loãng) thu được 3,36 lít khí (đktc). Hiệu suất của phản ứng nhiệt nhôm là:

Đây là dạng câu hỏi tính toán hóa học cơ bản. Trước hết cần xác định dữ kiện đề bài đang cho dưới dạng khối lượng, số mol hoặc thể tích khí, sau đó chọn công thức phù hợp để tìm kết quả.

Hỗn hợp Y chứa Al dư, Fe3O4 dư, Al2O3, Fe− Phần 1:

Từ số mol H2 tìm được số mol Al− Phần 2:

Từ số mol H2 và số mol Al tìm được số mol Fe

Từ đó tính được số mol của Al2O3, Fe3O4 trong hỗn hợp sau phản ứng. Dùng bảo toàn nguyên tố Al và Fe để tính số mol Al ban đầu và số mol Fe3O4 ban đầu. ⇒ H% Hỗn hợp Y chứa Al dư, Fe3O4 dư, Al2O3, Fe− Phần 1: n H2 = 0,06 mol → n Al dư = 2/3.n H2 = 0,04 mol− Phần 2: n H2 = 0,15 mol → n H2 (do Fe tạo ra) = 0,15− 0,06 = 0,09 mol → n Fe = 0,09 mol 8Al+ 3Fe 3 O 4 → 4Al2O3+ 9Fe

Theo

PTHH: n Al2O3 = 4/9. n Fe = 4/9. 0,09 = 0,04 mol

Ta có: n H2SO4 = 1,5.n Al+ 4.n Fe3O4+ 3.n Al2O3+ n Fe = 0,31 mol ⇒ 1,5. 0,04+ 4.n Fe3O4+ 3.0,04+ 0,09 = 0,31 mol ⇒ n Fe3O4 = 0,01 mol

Bảo toàn nguyên tố Al ta có: n Al ban đầu = 2.n Al2O3+ n Al dư = 2. 0,04+ 0,04 = 0,12 mol

Bảo toàn nguyên tố Fe ta có: 3.n Fe3O4 ban đầu = n Fe+ 3.n Fe3O4 dư = 0,09+ 3.0,01 = 0,12 mol → n Fe3O4 ban đầu = 0,04 mol

Ta có: 0,12:8 > 0,04:3 nên hiệu suất phản ứng tính theo Fe3O4

Ta có: H = n Fe3O4 pứ.100%/n Fe3O4 ban đầu = (0,04-0,01).100%/0,04 = 75%

Đáp án C

Từ phân tích trên, đáp án đúng là C. 75%.