Phương pháp giải:

a) Đặt số mol Fe, Al trong ½ hỗn hợp X lần lượt là x, y mol

Fe + H₂SO_{4 loãng} → FeSO₄ + H₂

2Al + 3H₂SO_{4 loãng} → Al₂(SO₄)₃ + 3H₂

Lập hệ phương trình về khối lượng X và số mol H₂, từ đó tìm được x và y.

Khi đó tính được % khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp X.

b)

2,4 gam chất rắn màu vàng chính là lưu huỳnh.

Sơ đồ phản ứng:

Các quá trình cho e:

Fe → Fe⁺³ + 3e

Al → Al⁺³ + 3e

Các quá trình nhận e:

O + 2e → O^-2

S⁺⁶ + 2e → S⁺⁴

S⁺⁶ + 6e → S⁰

Dùng bảo toàn e để tìm n_O → m_Y = m_X + m_O

Ta có m_{dd Z} =  m_X + m_{dd H2SO4} - m_S - m_SO2

Từ đó tính được C% các chất trong dung dịch Z.

Lời giải chi tiết:

a) Đặt số mol Fe, Al trong ½ hỗn hợp X lần lượt là x, y mol

Suy ra 56x + 27y = 49,8 : 2 = 24,9 (g) (1)

Fe + H₂SO_{4 loãng} → FeSO₄ + H₂

2Al + 3H₂SO_{4 loãng} → Al₂(SO₄)₃ + 3H₂

Ta có: n_H2 = n_Fe + 1,5.n_Al = x + 1,5y = 0,75 mol (2)

Giải hệ (1) và (2) ta được x = 0,3 và y = 0,3

Từ đó tính được %m_Fe = 0,3.56.100%/24,9 = 67,47% và  %m_Al = 32,53%

b) Ta có: m_{H2SO4 (chất tan)} = 262,5.98% = 257,25 gam → n_H2SO4 = 2,625 (mol)

Ta có: n_SO2 = 0,45 mol

2,4 gam chất rắn màu vàng chính là lưu huỳnh, suy ra n_S = 0,075 mol

Sơ đồ phản ứng:

Các quá trình cho e:

Fe → Fe⁺³ + 3e

0,3 →         0,9 mol

Al → Al⁺³ + 3e

0,3 →          0,9 mol

Các quá trình nhận e:

O + 2e → O^-2

S⁺⁶ + 2e → S⁺⁴

S⁺⁶ + 6e → S⁰

Dùng định luật bảo toàn electron: n_{e cho} = n_{e nhận} → 3.n_Fe + 3.n_Al = 2.n_O + 2.n_SO2 + 6.n_S

⟹ 3. 0,3 + 3.0,3 = 2.n_O + 2. 0,45 + 6. 0,075 → n_O = 0,225 mol

Vậy m_Y = m_X + m_O = 24,9 + 0,225.16 = 28,5 (gam)

Trong dung dịch Z ta có: n_Fe2(SO4)3 = ½.n_Fe = 0,15 mol; n_Al2(SO4)3 = ½.n_Al = 0,15 mol

Bảo toàn nguyên tố S ta có: n_{H2SO4 ban đầu} = 3.n_Fe2(SO4)3 + 3.n_Al2(SO4)3 + n_SO2 + n_S + n_{H2SO4 dư}

→ n_{H2SO4 dư} = 2,625 - (3.0,15 + 3.0,15 + 0,45 + 0,075) = 1,2 (mol)

Khối lượng dung dịch Z: m_{dd Z} = m_X + m_{dd H2SO4} - m_S - m_SO2 = 24,9 + 262,5 - 2,4 - 0,45. 64 = 256,2 (g)

Vậy C%_Fe2(SO4)3 = \(\frac{{0,15.400}}{{256,2}}.100\% \) = 23,42%

C%_Al2(SO4)3 = \(\frac{{0,15.342}}{{256,2}}.100\% \) = 20,02%

C%_{H2SO4 dư} = \(\frac{{1,2.98}}{{256,2}}.100\% \) = 45,90%