Cho 11,85 gam hỗn hợp kim loại X gồm Mg, Al tác dụng với 200 ml dung dịch CuSO₄ 2M, sau phản ứng hoàn toàn thu được 29,65 gam chất rắn không tan. Phần trăm khối lượng Al trong X là:

Đáp án D

Phương pháp giải:

- So sánh thấy m_{Cu max} < m_{chất rắn đề bài} ⟹ Kim loại còn dư, muối CuSO₄ hết.

- Ta xét 2 trường hợp sau:

+ Trường hợp 1: Mg dư, Al chưa phản ứng

+ Trường hợp 2: Mg hết, Al dư

Giải chi tiết:

n_CuSO4 = 0,2.2 = 0,4 mol.

m_{Cu max} = 0,4.64 = 25,6 gam < m_{chất rắn đề bài} ⟹ Kim loại còn dư, muối CuSO₄ hết.

Giả sử hỗn hợp đầu chứa $\left\{\begin{array}{l}\mathrm{Mg} :\hspace{0.17em}\mathrm{a}\left(\mathrm{mol}\right)\\ \mathrm{Al} :\hspace{0.17em}\mathrm{b}\left(\mathrm{mol}\right)\end{array}\right.$ ⟹ 24a + 27b = 11,85 (1)

Trường hợp 1: Mg dư, Al chưa phản ứng

Áp dụng bảo toàn e: 2n_Mg(pư) = 2n_Cu ⟹ n_Mg(pư) = n_Cu = 0,4 mol.

Chất rắn chứa $\left\{\begin{array}{l}{\mathrm{Mg}}_{\mathrm{du}} : \mathrm{a}-4\\ \mathrm{Al} : \mathrm{b}\\ \mathrm{Cu} : 0,4\end{array}\right.$⟹ m_{chất rắn} = 24.(a - 0,4) + 27b + 64.0,4 = 29,65 (2)

Giải (1), (2) thấy vô nghiệm.

Trường hợp 2: Mg hết, Al dư

Áp dụng bảo toàn e: 2n_Mg + 3n_Al(pư) = 2n_Cu

⟹ 2a + 3n_Al(pư) = 2.0,4

⟹ n_Al(pư) = $\frac{0,8-2\mathrm{a}}{3}$ (mol)

Chất rắn chứa $\left\{\begin{array}{l}{\mathrm{Al}}_{\mathrm{du}} : \mathrm{b}-\frac{0,8-2\mathrm{a}}{3}\\ \mathrm{Cu} : 0,4\end{array}\right.$ ⟹ m_{chất rắn} = 27.  + 64.0,4 = 29,65 (3)

Giải (1), (3) được a = 0,1; b = 0,35.

⟹ %m_Al = $\frac{0,35.27}{11,85}.100\%$ = 79,75%.