Cho 3,07 gam hỗn hợp bột kim loại X gồm Al và Fe vào 150 ml dung dịch hỗn hợp gồm Fe(NO₃)₃ 1,0 M và AgNO₃ 0,5 M, khuấy đều, sau phản ứng thu được m gam kim loại và dung dịch Y (chứa ba muối). Cho từ từ dung dịch NaOH dư, lấy kết tủa nung đến khối lượng không đổi được 16,0 gam chất rắn khan. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn.

a. Viết phương trình phản ứng có thể đã xảy ra.

b. Tính m và phần trăm khối lượng của Al và Fe trong X?

Lời giải:

a. Phương trình phản ứng có thể xảy ra:

Al + Fe(NO₃)₃ → Al(NO₃)₃ + Fe

Al + 3AgNO₃ → Al(NO₃)₃ + 3Ag

Fe + 3AgNO₃ → Fe(NO₃)₃ + 3Ag

Fe + 2Fe(NO₃)₃ → 3Fe(NO₃)₂

b.

\[\begin{array}{l}{n_{Fe{{(N{O_3})}_3}}} = 0,15.1 = 0,15(mol)\\{n_{AgN{O_3}}} = 0,15.0,5 = 0,075(mol)\end{array}\]

\[ \Rightarrow {n_{NO_3^ - }} = 0,15.3 + 0,075 = 0,525(mol)\]

Dung dịch Y chứa \[A{l^{3 + }}\](a mol), \[F{e^{3 + }}\](b mol), \[F{e^{2 + }}\](c mol) và \[NO_3^ - \](0,525 mol)

Bảo toàn điện tích, ta có: 3a + 3b + 2c = 0,525 (1)

Kim loại tách ra khỏi dung dịch là Ag (0,075 mol)

→m_Ag = 0,075.108 = 8,1 (g)

Bảo toàn kim loại, ta có:

3,07 + 0,15.56 + 0,075.108 = 27a + 56(b + c) + 0,075.108 (2)

m_rắn = \[{m_{F{e_2}{O_3}}} = 160.\frac{{b + c}}{2} = 16\] (3)

Giải hệ (1), (2), (3), ta được: a = 0,01; b = 0,095; c = 0,105.

\[ \to \% {m_{Al}} = \frac{{0,01.27}}{{3,07}}.100 = 8,79\% \]