a) Viết phương trình hóa học:
2Al(s) + 6HCl(aq) → 2AlCl3(aq) + 3H2(g)
Theo phương trình trên, để hòa tan hoàn toàn m gam bột nhôm, cần dùng 6 mol HCl cho 2 mol Al. Vậy số mol HCl cần dùng sẽ là 3/1 * m/27 = m/9.
Theo đề bài, dung dịch axit HCl có nồng độ 21,9%, nghĩa là trong 100g dung dịch có 21,9g HCl. Vậy khối lượng HCl trong 300g dung dịch là 300 * 21,9/100 = 65,7g. Số mol HCl trong dung dịch là 65,7/36,5 = 1,8 mol.
Theo phương trình hóa học, ta thấy số mol HCl cần dùng để hòa tan hoàn toàn m gam bột nhôm phải bằng số mol H2 thoát ra, vậy số mol H2 là 3/2 * (m/27) = m/18.
Do đó, ta có phương trình:
m/18 = 1,8
m = 32,4 (gam)
Vậy khối lượng bột nhôm cần để hòa tan hoàn toàn là 32,4 gam.
b) Tính thể tích khí hiđro:
Theo phương trình hóa học, tỉ lệ số mol giữa H2 và Al là 3/2, vậy số mol H2 thoát ra là m/18 = 1,8 mol.
Theo định luật Avogadro, 1 mol khí sẽ chiếm 22,4 lít ở điều kiện tiêu chuẩn (đktc), vậy thể tích khí hiđro thoát ra là:
V = 1,8 * 22,4 = 40,32 (lít)
Vậy thể tích khí hiđro thoát ra ở đktc là 40,32 lít.
c) Tính nồng độ phần trăm của muối nhôm clorua trong dung dịch thu được:
Khối lượng AlCl3 tạo ra là 2/3 m = 21,6 gam. Vậy khối lượng dung dịch thu được là 300 - 21,6 = 278,4 gam.
Nồng độ phần trăm của muối nhôm clorua trong dung dịch là:
% = (21,6/278,4) * 100% = 7,76%
Vậy nồng độ phần trăm của muối nhôm clorua trong dung dịch thu được là 7,76%.