PTHH: \(Fe+H_2SO_4\rightarrow FeSO_4+H_2\)

              a_______a_______a_____a    (mol)

            \(2Al+3H_2SO_4\rightarrow Al_2\left(SO_4\right)_3+3H_2\uparrow\)

                2b______3b__________b_____3b    (mol)

Ta lập HPT: \(\left\{{}\begin{matrix}56a+27\cdot2b=11\\a+3b=0,2\cdot2=0,4\end{matrix}\right.\) \(\Leftrightarrow\left\{{}\begin{matrix}a=0,1\\b=0,1\end{matrix}\right.\)

\(\Rightarrow\left\{{}\begin{matrix}\%m_{Fe}=\dfrac{0,1\cdot56}{11}\cdot100\%\approx50,91\%\\\%m_{Al}=49,09\%\end{matrix}\right.\)

Theo các PTHH: \(\left\{{}\begin{matrix}n_{H_2}=0,4\left(mol\right)\\n_{FeSO_4}=0,1\left(mol\right)\\n_{Al_2\left(SO_4\right)_3}=0,3\left(mol\right)\end{matrix}\right.\) \(\Rightarrow\left\{{}\begin{matrix}V_{H_2}=0,4\cdot22,4=8,96\left(l\right)\\C_{M_{FeSO_4}}=\dfrac{0,1}{0,2}=0,5\left(M\right)\\C_{M_{Al_2\left(SO_4\right)_3}}=\dfrac{0,3}{0,2}=1,5\left(M\right)\end{matrix}\right.\) 

a) nH2SO4=0,4(mol)

Đặt: nFe=x(mol); nAl=y(mol) (x,y>0)

PTHH: Fe + H2SO4 -> FeSO4 + H2

x________x______x______x(mol)

2Al + 3 H2SO4 -> Al2(SO4)3 + 3 H2

y____1,5y_______0,5y_______1,5y(mol)

Ta có hpt:

\(\left\{{}\begin{matrix}56x+27y=11\\x+1,5y=0,4\end{matrix}\right.\Leftrightarrow\left\{{}\begin{matrix}x=0,1\\y=0,2\end{matrix}\right.\)

=> mFe=0,1.56=5,6(g)

=>%mFe=(5,6/11).100=50,909%

=>%mAl= 49,091%

b) V(H2,đktc)=0,4.22,4=8,96(l)

c) nAl2(SO4)3= 0,5y=0,5.0,2=0,1(mol)

nFeSO4=x=0,1(mol)

Vddsau=VddH2SO4=0,2(l)

=>CMddAl2(SO4)3= 0,1/0,2=0,5(M)

CMddFeSO4=0,1/0,2=0,5(M)

a)

Gọi $n_{Fe} = a(mol) ; n_{Al} =b (mol) \Rightarrow 56a + 27b = 11(1)$
$Fe + 2HCl \to FeCl_2 + H_2$
$2Al + 6HCl \to 2AlCl_3 + 3H_2$
Theo PTHH : $n_{H_2} = a + 1,5b = \dfrac{8,96}{22,4} = 0,4(2)$

Từ (1)(2) suy ra : a = 0,1 ; b = 0,2

$\%m_{Fe} = \dfrac{0,1.56}{11}.100\% = 50,9\%$
$\%m_{Al} = 100\% - 50,9\% = 49,1\%$

b) $n_{HCl} = 2n_{H_2} = 0,8(mol)$
$\Rightarrow C_{M_{HCl}} = \dfrac{0,8}{0,4} = 2M$

c)

$C_{M_{FeCl_2}} = \dfrac{0,1}{0,4} = 0,25M$
$C_{M_{AlCl_3}} =\dfrac{0,2}{0,4} = 0,5M$

Đáp án A.

Vì phản ứng giữa Al và AgNO₃ xảy ra trước nên kim loại sau phản ứng phải có Ag, kế đến là CuSO₄ có phản ứng tạo thành Cu. Theo giả thiết, có ba kim loại → kim loại thứ ba là Fe còn dư.

Ta có: n_Fe = 2,8/5,6 = 0,05 (mol)

n_Al = 0,81/27 = 0,03 (mol)

và       = 0,672/22,4 = 0,03 (mol)

Phản ứng:    Fe_dư + 2HCl → FeCl₂ + H₂

(mol)           0,03                             0,03

→ Số mol Fe phản ứng với muối: 0,05 – 0,03 = 0,02 (mol)

2Al + 3Cu²⁺ → 2Al³⁺ + 3Cu              

Fe + 2Ag⁺ → Fe²⁺ + 2Ag                            

Fe + Cu²⁺ → Fe²⁺ + Cu

Ta có sự trao đổi electron như sau:

Al → Al³⁺ + 3e                                   Fe → Fe²⁺ + 2e

0,03             0,09   (mol)                     0,02             0,04 (mol)

Ag⁺  + 1e → Ag                                 Cu²⁺ + 2e → Cu

x          x        x      (mol)                       y      2y      y       (mol)

→ x + 2y = 0,09 + 0,04 = 0,13 (1) ; 108x + 64y + 56.0,03 = 8,12 (2)

Giải hệ phương trình (1) và (2), ta được x = 0,03; y = 0,05.

Vậy:

\(n_{Cu} = a ; n_{Al} = b ; n_{Fe} = c(mol)\\ \Rightarrow 64a + 27b + 56c = 28,6(1)\\ 2Al + 6HCl \to 2AlCl_3 + 3H_2\\ Fe + 2HCl \to FeCl_2 + H_2\\ n_{H_2} = 1,5b + c = \dfrac{13,44}{22,4} = 0,6(2)\\ \text{Mặt khác} : n_{O_2} = \dfrac{8,96}{22,4} = 0,4(mol)\\ 2Cu + O_2 \xrightarrow{t^o} 2CuO\\ 4Al + 3O_2 \xrightarrow{t^o} 2Al_2O_3\\ 4Fe + 3O_2 \xrightarrow{t^o} 2Fe_2O_3\\ \)

Ta có :

\(\dfrac{n_X}{n_{O_2}}=\dfrac{a+b+c}{0,5a +0,75b + 0,75c} = \dfrac{0,6}{0,4}(3)\\ (1)(2)(3)\Rightarrow a = \dfrac{317}{1460} ; b = \dfrac{121}{365}; c = \dfrac{15}{146}\\ \%m_{Cu} = \dfrac{\dfrac{317}{1460}.64}{28,6}.100\% = 48,59\%\\ \%m_{Al} = \dfrac{\dfrac{121}{365}.27}{28,6}.100\% = 31,3\%\\ \%m_{Fe} = 100\% - 41,59\% - 31,3\% = 27,11\%\)

\(n_{H_2SO_4}=0,2.2=0,4\left(mol\right)\)

Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2 

2Al + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2

Gọi x,y lần lượt là số mol Fe, Al

\(\left\{{}\begin{matrix}56x+27y=11\\x+\dfrac{3}{2}y=0,4\end{matrix}\right.\)

\(\Rightarrow\left\{{}\begin{matrix}x=0,1\\y=0,2\end{matrix}\right.\)

=>\(\%m_{Fe}=\dfrac{0,1.56}{11}.100=50,91\%\)

=> %m _Al = 100 - 50,91 =49,09 %

b)Theo PT:  \(n_{H_2}=n_{H_2SO_4}=0,4\left(mol\right)\)

=> \(V_{H_2}=0,4.22,4=8,96\left(l\right)\)

c) \(CM_{FeSO_4}=\dfrac{0,1}{0,2}=0,5M\)

\(CM_{Al_2\left(SO_4\right)_3}=\dfrac{\dfrac{0,2}{2}}{0,2}=0,5M\)

 Khối lượng Fe dư là 1,46g, do đó khối lượng Fe và Fe₃O₄  đã phản ứng là 17,04g. Vì sau phản ứng sắt còn dư nên trong dung dịch D chỉ chứa muối sắt (II).

Sơ đồ phản ứng: 

        Fe, Fe₃O₄        +    HNO₃            →    Fe(NO₃)₂    +   NO     +    H₂O

Mol:                             2n+0,1                        n              0,1      0,5( 2n+0,1)

Đặt số mol của Fe(NO₃)₂ là n, áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố đối với nitơ  ta có số mol của axit HNO₃ là  2n+ 0,1. Số mol H₂O bằng một nửa số mol của HNO₃.

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có:

        17,04 + 63(2n + 0,1) = 242n + 0,1.30 + 18.0,5(2n + 0,1)

 giải ra ta có n = 2,7, suy ra [ HNO₃ ] = (2.2,7 + 0,1): 0,2 = 3,2M

Đáp án A