Cho 66,2 gam hỗn hợp X gồm Fe₃O₄, Fe(NO₃)₂, Al tan hoàn toàn trong dung dịch chứa 3,1 mol KHSO₄ loãng. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được dung dịch Y chỉ chứa 466,6 gam muối sunfat trung hòa và 10,08 lít (đktc) khí Z gồm 2 khí trong đó có một khí hóa nâu ngoài không khí. Biết tỉ khối của Z so với He là 23/18. Phần trăm khối lượng của Al trong hỗn hợp Z gần nhất với giá trị nào sau đây?

M_Z = 4.23/18 = 5,1 => khí còn lại là H₂

Tính được n_NO = 0,05 mol và n_H2 = 0,4 mol

\(66,2(g)X\left\{ \begin{gathered}
F{e_3}{O_4} \hfill \\
Fe{(N{O_3})_2} \hfill \\
Al \hfill \\
\end{gathered} \right. + KHS{O_4}:3,1 \to 466,6(g)\,muoi\left\{ \begin{gathered}
F{e^{2 + }} \hfill \\
F{e^{3 + }} \hfill \\
A{l^{3 + }} \hfill \\
{K^ + }:3,1 \hfill \\
N{H_4}^ + \hfill \\
S{O_4}^{2 - }:3,1 \hfill \\
\end{gathered} \right. + \left\{ \begin{gathered}
NO:0,05 \hfill \\
{H_2}:0,4 \hfill \\
\end{gathered} \right. + {H_2}O\)

BTKL: m_H2O = 66,2 + 3,1.136 – 466,6 – 0,05.30 – 0,4.2 = 18,9 gam => n_H2O = 1,05 mol

BTNT “H”: n_NH4+ = (n_KHSO4 – 2n_H2 – 2n_H2O)/4 = (3,1 – 0,4.2 – 1,05.2)/4 = 0,05 mol

BTNT “N”: n_Fe(NO3)2 = (n_NH4+ + n_NO)/2 = (0,05 + 0,05)/2 = 0,05 mol

BTNT “O”: n_Fe3O4 = (4n_SO42- + n_NO + n_H2O - 6n_Fe(NO3)2 - 4n_KHSO4)/4 = 0,2 mol

m_Al = m_X – m_Fe3O4 – m_Fe(NO3)2 = 66,2 – 0,2.232 – 0,05.180 = 10,8 gam

=> %m_Al = 10,8/66,2.100% = 16,3% gần nhất với giá trị 15%