Nung 5,54 gam hỗn hợp X gồm Al, CuO và Fe3O4 đến phản ứng hoàn toàn được hỗn hợp rắn Y. Hòa tan hết Y trong dung dịch HCl dư thì lượng H2 sinh ra tối đa là 0,06 mol. Nếu cho Y vào dung dịch NaOH dư thì thấy còn 2,96 gam chất rắn không tan. Tính % khối lượng của Al trong X?

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.

Nếu H2 chỉ sinh ra từ Fe thì n Fe = n­ H2 → m Fe > 2,96 gam (Vô lí)

Vậy hỗn hợp rắn Y phải có Al dư → Các oxit phản ứng hết. Đặt a, b, c là số mol Al, CuO, Fe3O4 Vận dụng bảo toàn electron, kết hợp với các phương trình về khối lượng hỗn hợp X, khối lượng chất rắn không tan ta tìm được số mol Al, CuO, Fe3O4 → %m Al Nếu H2 chỉ sinh ra từ Fe thì n Fe = n­ H2 = 0,06 mol → m Fe = 3,36 gam > 2,96 gam (Vô lí)

Vậy hỗn hợp rắn Y phải có Al dư → Các oxit phản ứng hết. Đặt a, b, c là số mol Al, CuO, Fe3O4 → m X = 27a+ 80b+ 232c = 5,54 gam (1) Xét toàn bộ quá trình thấy: Al 0 → Al+3+ 3e Cu+2+ 2e → Cu 0 3Fe+8/3+ 2e → 3Fe+2 2H++ 2e → H2 Áp dụng bảo toàn electron ta có: 3n Al = 2n Cu+ 2n Fe3O4+ 2n H2 ⇒ 3a = 2b+ 2c+ 0,06.2 (2) Chất rắn Y có chứa Cu, Fe, Al dư Sau khi hòa tan Y vào dung dịch NaOH dư ta thu được 2,96 gam chất rắn không tan → 64b+ 56.3c = 2,96 gam (3) Giải hệ trên ta có: a = 0,06; b = 0,02 và c = 0,01→ %m Al = 0,06.27.100%/5,54 = 29,24%

Đáp án A

Từ phân tích trên, đáp án đúng là A. 29,24%.