Hòa tan hoàn toàn 27,04 gam hỗn hợp X gồm `Mg“, Al,` `Al_2O_3,` `Mg(NO_3)_2` vào dung dịch chứa hai chất tan `NaNO_3` và 1,08 mol `H_2SO_4` (loãng). Sau khi kết thúc các phản ứng, thu được dung dịch Y chỉ chứa các muối và 0,28 mol hỗn hợp Z gồm `N_2O, H_2`. Tỷ khối của Z so với `H_2` bằng 10. Dung dịch Y tác dụng tối đa với dung dịch chứa 2,28 mol `NaOH`, thu được 27,84 gam kết tủa. Tính phần trăm khối lượng của nhôm kim loại có trong X?
A. 21,89% B. 39,05% C. 23,96% D. 18,00%
— Trình bày chi tiết hộ mình ạ– mình cảm ơn ~
Đáp án: $C$
Giải thích các bước giải:
Gọi $n_{N_2O} = a(mol) ; n_{H_2} = b(mol)$
Theo đề bài, ta có :
$a + b = 0,28$
$44a + 2b = 10.2.0,28$
Suy ra : $a = 0,12 ; b = 0,16$
Dung dịch Y gồm :
$Mg^{2+} : x\ mol$
$Al^{3+} : y\ mol$
$NH_4^+ : z\ mol$
$Na^+ : t\ mol$
$SO_4^{2-} : 1,08\ mol$
Bảo toàn nguyên tố với H :
$2n_{H_2SO_4} = 4n_{NH_4^+} + 2n_{H_2} + 2n_{H_2O}$
$⇒ n_{H_2O} = 0,92 – 2z(mol)$
Bảo toàn điện tích :
$2x + 3y + z + t = 1,08.2$ $(1)$
Ta có : $n_{NaOH} = 2x + 4y + z = 2,28$ $(2)$
Kết tủa chỉ có $Mg(OH)_2$
$⇒ 58x = 27,84$ $(3)$
Bảo toàn khối lượng :
$27,04 + 85t + 1,08.98 = 0,28.2.10 + 24x + 27y + 18z + t.23 + 1,08.96 + (0,92 – 2z).18$ $(4)$
Từ (1)(2)(3)(4) suy ra $x = 0,48 ; y = 0,32 ; z = 0,04 ; t = 0,2$
Phân bổ $H^+$ :
$n_{H^+} =2n_{H_2SO_4} = 2n_O + 10n_{N_2O} + 2n_{H_2} + 10n_{NH_4^+}$
$⇒ n_{O} = 0,12$
$⇒ n_{Al_2O_3} = 0,04(mol)$
Bảo toàn nguyên tố với $Al$ :
$n_{Al} + 2n_{Al_2O_3} = y = 0,32$
$⇒ n_{Al} = 0,24(mol)$
$⇒ \%m_{Al} = \dfrac{0,24.27}{27,04}.100\% = 23,96\%$