Thực hiện phản ứng nhiệt nhôm hỗn hợp gồm Al và m gam hai oxit sắt trong khí trơ, thu được hỗn hợp rắn X. Cho X vào dung dịch NaOH dư, thu được dung dịch Y, chất không tan Z và 0,672 lít khí H2. Sục khí CO2 dư vào Y, thu được 46,8 gam kết tủa. Cho Z tan hết vào dung dịch HNO3 , thu được dung dịch chứa 146,52 gam muối nitrat và 12,992 lít NO (là sản phẩm khử duy nhất của HNO3). Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn, các thể tích khí đo ở điều kiện tiêu chuẩn. Giá trị của m là A. 56,48 B. 50,96 C. 54,16 D. 52,56

Đỗ Hồng Việt

Để giải câu hỏi này, chúng ta cần thực hiện các bước sau:

Bước 1: Viết các phản ứng xảy ra trong quá trình trên:
- Phản ứng nhiệt nhôm: 2Al + 3/2O2 -> Al2O3
- Phản ứng hòa tan dung dịch NaOH: Al2O3 + 2NaOH -> 2NaAlO2 + H2O
- Phản ứng tạo kết tủa với CO2: 2NaAlO2 + CO2 + H2O -> Al(OH)3 + Na2CO3
- Phản ứng của Z với HNO3: Z + 6HNO3 -> 3NO2 + H2O + Nh4(NO3)2

Bước 2: Tính lượng NaAlO2 tạo ra từ phản ứng hòa tan Al2O3:
n(Al2O3) = m/M(Al2O3) = m/101,96
n(NaAlO2) = n(Al2O3)/1 = m/101,96
Vậy khối lượng NaAlO2 có thể tạo ra từ m gam hai oxit sắt: m/101,96 (gam)

Bước 3: Tính lượng Z:
2NaAlO2 + CO2 + H2O -> Al(OH)3 + Na2CO3
n(CO2) = V/22,4
Theo phản ứng, 1 mol NaAlO2 phản ứng với 1 mol CO2
n(CO2) = n(NaAlO2) = m/101,96
m/101,96 = V/22,4 => V = 0,672
n(Z) = V/22,4 x 109,6 = 50,96 (gam)

Bước 4: Tính lượng kết tủa được từ phản ứng với CO2:
2NaAlO2 + CO2 + H2O -> Al(OH)3 + Na2CO3
n(Na2CO3) = n(NaAlO2) = m/101,96
n(Kết tủa) = m/101,96 = 46,8 => m = 46,8 x 101,96 = 4771,5 (gam)

Bước 5: Tính lượng muối nitrat được từ phản ứng với HNO3:
n(NH4NO3) = 146,52/80 = 1,8325 (mol)
n(NO) = 12,992/22,4 = 0,5793 (mol)
Từ phản ứng Z với HNO3, ta có: n(Z) = 0,28965 (mol)
m = n(Z) x 186,34 = 4771,5 (gam)

Vậy giá trị của m là 50,96 (B)