Một hỗn hợp M gồm Fe₃O₄, CuO và Al có khối lượng 5,54 gam. Sau khi thực hiện phản ứng nhiệt nhôm hoàn toàn (hiệu suất 100%) thu được chất rắn A. Nếu hòa tan A trong dung dịch HCl thu được 1,344 lít khí H₂ (đktc). Nếu hòa tan A trong dung dịch NaOH dư thì sau phản ứng xong còn lại 2,96 gam chất rắn. Phần trăm khối lượng của chất có khối lượng phân tử nhỏ nhất trong A là

8Al + 3Fe₃O₄ $\xrightarrow{{{t^o}}}$ 4Al₂O₃ + 9Fe   (1)

2Al + 3CuO $\xrightarrow{{{t^o}}}$ Al₂O₃ + 3Cu      (2)

TH1: Al hết → Fe dư tác dụng với HCl tạo khí H₂

${n_{{H_2}}} = 0,06\,\,mol\,\, \to \,\,{n_{Fe}} = 0,06\,\,mol$

Bảo toàn nguyên tố Fe : ${n_{F{e_3}{O_4}}} = \frac{{{n_{Fe}}}}{3}$= 0,02 mol →${m_{F{e_3}{O_4}}}$ = 4,64 gam

$ = > {n_{Al}} = \frac{8}{3}{n_{F{e_3}{O_4}}} = \frac{4}{{75}}\,\,mol$ => m_Al = 1,44 gam

=>${m_{F{e_3}{O_4}}}$ + m_Al = 6,08 gam > m_M = 5,54 gam (vô lí)

TH2: Al dư => hỗn hợp A chứa Fe, Cu, Al₂O₃ và Al dư

Gọi n_{Al dư} = x mol, n_Fe = y mol và n_Cu = z mol có trong hỗn hợp A

Theo (1) và (2) :${n_{A{l_2}{O_3}}}$  =$\frac{{4{n_{Fe}}}}{9} + \frac{{{n_{Cu}}}}{3} = \frac{{4y}}{9} + \frac{z}{3}$

Bảo toàn khối lượng : m_M = m_A = 5,54 gam

→ 27x + 56y + 64z + 102.( $\frac{{4y}}{9} + \frac{z}{3}$ ) = 5,54  (3)

Bảo toàn e :$2{n_{{H_2}}} = 3{n_{Al}} + 2{n_{Fe}}$  → 2.0,06 = 3x + 2y   (4)

2,96 gam chất rắn gồm Fe và Cu không phản ứng → 56y + 64z = 2,96  (5)

Từ (3), (4), (5) $ \to \left\{ \begin{gathered}x = 0,02 \hfill \\y = 0,03 \hfill \\z = 0,02 \hfill \\ \end{gathered} \right.$ 

=> %m_Al = $\frac{{0,02.27}}{{5,54}}.100\% = 9,747\% $