Hòa tan hoàn toàn 21,5 gam hỗn hợp X gồm Al, Zn, FeO, Cu(NO₃)₂ cần dùng hết 430 ml dung dịch H₂SO₄ 1M, thu được 0,19 mol hỗn hợp khí Y gồm hai khí không màu, có một khí hóa nâu ngoài không khí, có tỉ khối hơi so với H₂ bằng 5,421; dung dịch Z chỉ chứa các muối sunfat trung hòa. Cô cạn dung dịch Z thu được 56,9 gam muối khan. Phần trăm khối lượng của Al trong hỗn hợp X là

Đáp án A

Hỗn hợp Y gồm H₂ (a mol) và NO (b mol).

→a+b=0,19         (*)

Ta có: dY/H2=5,421→MY=2.5,421=10,842→mY=0,19.10,842=2,05998 gam

→2a+30b=2,05998         (**)

Từ (*) và (**) suy ra: a=0,13; b=0,06

Ta có quá trình: XAlZnFeOCuNO32⏟21,5 gam→H2SO4⏟0,43 molZ⏟56,9 gam+YH2⏟0,13 molNO⏟0,06 mol+H2O

Bảo toàn khối lượng: mx+mH2SO4=mZ+mY+mH2O

→mH2O=21,5+0,43.98−56,9−0,13.2−0,06.30=4,68 gam

→nH2O=0,26 mol

Bảo toàn nguyên tố H thấy: nHH2SO4=0,86 mol>nHH2O+nHH2=0,78 mol

→ Sản phẩm có chứa muối amoni: nNH4+=0,86−0,784=0,02 mol

Bảo toàn nguyên tố N: 2nCuNO32=nNH4++nNO→nCuNO32=0,02+0,062=0,04 mol

Al → Al⁺³ + 3e            4H⁺ + NO3− + 3e → NO + 2H₂O

Zn → Zn²⁺ + 2e           10H⁺ + NO3− + 8e → NH4+ + 3H₂O

2H⁺ + 2e → H₂

2H⁺ + O → H₂O

Ta có: nH+=4nNO+10nNH4++2nH2+2nOFeO

→nOFeO=2.0,43−4.0,06−10.0,02−2.0,132=0,08 mol

→nFeO=0,08 mol

Gọi số mol của Al và Zn lần lượt là x và y mol.

→27x+65y=21,5−0,04.188−0,08.72=8,22     (***)

Bảo toàn electron: 3x+2y=3.0,06+8.0,02+2.0,13=0,6   (****)

Từ (***) và (****) suy ra: x=0,16; y=0,06

→%mAl=0,16.2721,5.100%≈20,09%

Chú ý: Các kim loại như Mg, Al, Zn khi phản ứng với HNO₃ loãng hoặc dung dịch H+, NO3− chú ý đến sản phẩm khử có thể có NH4+.