Hỗn hợp X gồm Al, Fe${}_3$O${}_4$ và CuO, trong đó oxi chiếm 25\% khối lượng hỗn hợp. Cho 1,344 lít khí CO (đktc) đi qua m gam X nung nóng, sau một thời gian thu được chất rắn Y và hỗn hợp khí Z có tỉ khối so với H${}_2$ bằng 18. Hòa tan hoàn toàn Y trong dd HNO${}_3$ loãng (dư), thu được dung dịch chứa 3,08 m gam muối và 0,896 lít khí NO (ở đktc, là sản phẩm khử duy nhất). Giá trị m gần giá trị nào nhất sau đây?

(AI giải đề cho tôi)
Câu 37*: Hỗn hợp X gồm Al, Fe${}_3$O${}_4$, CuO, oxi chiếm 25% khối lượng.

- $n_{CO}=\frac{1,344}{22,4}=0,06$ mol. Khí Z có $M_Z=18\times 2=36$ g/mol là hỗn hợp CO${}_2$ và CO dư: $44a+28b=36(a+b)\Rightarrow a=b\Rightarrow n_{C{O}_2}=0,03$ mol. Vậy CO khử lấy đúng $0,03$ mol O từ oxit (phần CO dư không phản ứng), tức phản ứng khử xảy ra một phần ('sau một thời gian').

Gọi số mol Al, Fe${}_3$O${}_4$, CuO là $a,f,c$.

1) Oxi trong X: $16(4f+c)=0,25(27a+232f+80c)\Rightarrow 24f-16c=27a$.

2) Khối lượng muối nitrat sau khi hòa tan Y trong HNO${}_3$ loang dư (muối gồm Al(NO${}_3$)${}_3$, Fe(NO${}_3$)${}_3$, Cu(NO${}_3$)${}_2$):
$$213a+726f+188c=3,08(27a+232f+80c)\Rightarrow 129,84a+11,44f=58,4c.$$

Giải hai phương trình: $f=3a$, $c=2,811a$.

3) Electron nhường cho NO ($n_{NO}=0,896/22,4=0,04$ mol, nhận $0,12$ mol e): gọi $f_2,c_2$ là số mol Fe${}_3$O${}_4$, CuO bị khử bởi CO ($4f_2+c_2=0,03$). Khi hòa tan, tổng e nhường:
$$3a+f_1+9f_2+2c_2=3a+(f-f_2)+9f_2+2c_2=3a+f+8f_2+2c_2.$$
Vì $c_2=0,03-4f_2$ nên $8f_2+2c_2=0,06$ (không phụ thuộc mức độ khử):
$$3a+f+0,06=0,12\Rightarrow 6a=0,06\Rightarrow a=0,01.$$

Suy ra $f=0,03$; $c=0,02811$ mol.
$$m=27(0,01)+232(0,03)+80(0,02811)=0,27+6,96+2,2488=9,4788\approx 9,5\text{ gam}.$$

Kiểm tra: khối lượng muối $=213(0,01)+726(0,03)+188(0,02811)=29,19=3,08\times 9,4788$ ✓; số e $=0,12$ ✓; $4f_2+c_2=0,03$ có nghiệm thoả $f_2\le f,c_2\le c$ ✓.

Vậy $m\approx 9,5$ — chọn A, khớp với đáp án nguồn.