Nung hỗn hợp (H) gồm FenOm, Cr2O3 (6x mol), MgO và Al (25x mol) đến phản ứng hoàn toàn, thu được hỗn hợp rắn X. Cho X phản ứng hết với dung dịch HCl dư thấy thoát ra 0,57 mol H2. Mặt khác cho X tác dụng hết với 1500 gam dung dịch chứa H2SO4 10,29% và Al(NO3)3, thu được 9,82 gam khí Y gồm H2, NO và 1539,84 gam dung dịch Z chỉ chứa các muối (không chứa ion Fe3+ và Cr2+). Dung dịch Z tác dụng tối đa với dung dịch chứa 160,2 gam NaOH. Biết trong (H) oxi chiếm 22,5534% về khối lượng và trong X có kim loại Al. Phần trăm khối lượng của Al2O3 trong X có giá trị gần nhất với
A. 45%. B. 48%. C. 42%. D. 41%.
Câu trả lời tốt nhất
nH2SO4 = 1,575 và nAl(NO3)3 = y
Z + NaOH —> Dung dịch chứa Na+ (4,005), SO42- (1,575), AlO2- (25x + y) và CrO2- (12x)
Bảo toàn điện tích —> 25x + y + 12x + 1,575.2 = 4,005 (1)
Bảo toàn khối lượng:
mX + 1500 = 1539,84 + 9,82 —> mX = 49,66
—> nO = 49,66.22,5534%/16 = 0,7
Đặt nNO = z —> nH2 = (mY – mNO)/2 = 4,91 – 15z
Bảo toàn N —> nNH4+ = 3y – z
nH+ = 1,575.2 = 0,7.2 + 4z + 2(4,91 – 15z) + 10(3y – z) (2)
X với HCl:
3nAl + 2nFe + 2nCr + 2nMg = 2nO + 2.0,57 (3)
X với H2SO4 và Al(NO3)3:
3nAl + 2nFe + 3nCr + 2nMg = 2nO + 2nH2 + 3nNO + 8nNH4+ (4)
(4) – (3) —> nCr = 2nH2 + 3nNO + 8nNH4+ – 1,14
⇔ 12x = 2(4,91 – 15z) + 3z + 8(3y – z) – 1,14 (5)
(1)(2)(5) —> x = 0,02; y = 0,115; z = 0,32
X gồm có Fe (a), Cr (12x = 0,24), Al2O3 (b), Al dư (25x – 2b = 0,5 – 2b) và MgO (c)
Với HCl: 2a + 0,24.2 + 3(0,5 – 2b) = 0,57.2
nO = 3b + c = 0,7
mX = 56a + 52.0,24 + 0,5.27 + 0,7.16 + 24c = 49,66
—> a = 0,18; b = 0,2 và c = 0,1
—> %Al2O3 = 102b/mX = 41,10%