Phương pháp giải:

Al + Fe₃O₄ → hỗn hợp rắn

Do hỗn hợp chất sau phản ứng tác dụng với dung dịch NaOH dư sinh ra khí H₂ nên hỗn hợp rắn này chứa Al₂O₃, Fe và Al dư.

Cho hỗn hợp rắn tác dụng với NaOH: từ n_H2 suy ra n_Al

Cho hỗn hợp rắn tác dụng với H₂SO₄ loãng dư: tính được n_H2  do Fe sinh ra. Từ đó suy ra n_Fe

Dùng bảo toàn nguyên tố Fe, nguyên tố O để tính n_Fe3O4 và n_Al2O3 → Khối lượng chất rắn ban đầu

→ % khối lượng Al và Fe₃O₄ trong hỗn hợp đầu .

Lời giải chi tiết:

Al + Fe₃O₄ → hỗn hợp rắn

Hỗn hợp rắn + NaOH dư → 0,3 mol H₂

Hỗn hợp rắn  + H₂SO₄ loãng → 1,2 mol H₂

Do hỗn hợp chất sau phản ứng tác dụng với dung dịch NaOH dư sinh ra khí H₂ nên hỗn hợp rắn này chứa Al₂O₃, Fe và Al dư.

Ta có: n_{Al dư} = 2/3.n_H2 = 0,2 mol

Số mol H₂ do Fe tạo ra là n_{H2 do Fe tạo ra} = n_H2 - n_{H2 do Al tạo ra} = 1,2 - 0,3 = 0,9 mol → n_Fe = 0,9 mol

Bảo toàn nguyên tố Fe ta có: n_Fe3O4 = 1/3. n_Fe = 0,3 mol

Bảo toàn nguyên tố O ta có: 3.n_Al2O3 = 4.n_Fe3O4 → n_Al2O3 = 0,4 mol

Khối lượng chất rắn ban đầu = m_Al2O3 + m_Fe+ m_{Al dư} = 0,4.102+ 0,9.56+ 0,2.27 = 96,6 gam

→ %m_Fe3O4 = 0,3.232.100%/96,6 = 72,05% → %m_Al = 27,95%

Đáp án B