Để giải bài toán này, ta sẽ thực hiện các bước sau:
1. **Tính số mol khí X thoát ra**:
- Sử dụng điều kiện tiêu chuẩn (25°C, 1 bar), ta có thể tính số mol khí X từ thể tích khí.
- Sử dụng công thức:
\[
n = \frac{V}{V_m}
\]
với \( V_m = 24,79 \, lít \) (thể tích mol ở điều kiện tiêu chuẩn).
- Tính số mol:
\[
n = \frac{24,79}{24,79} = 1 \, mol
\]
2. **Tính khối lượng mol của khí X**:
- Tỉ khối của khí X so với H2 là 19,6, do đó:
\[
M_X = 19,6 \times 2 = 39,2 \, g/mol
\]
3. **Tính khối lượng khí X thoát ra**:
- Khối lượng khí X:
\[
m_X = n \times M_X = 1 \times 39,2 = 39,2 \, g
\]
4. **Tính số mol Al2O3 đã điện phân**:
- Phương trình điện phân nhôm:
\[
2Al_2O_3 \rightarrow 4Al + 3O_2
\]
- Từ phản ứng, ta thấy 2 mol Al2O3 sản xuất ra 4 mol Al. Do đó, 1 mol Al2O3 sản xuất ra 2 mol Al.
- Số mol O2 thoát ra từ phản ứng là 3 mol O2 cho 2 mol Al2O3. Từ đó, ta có thể tính số mol Al2O3 từ số mol khí X (CO và CO2).
5. **Tính số mol CO và CO2**:
- Giả sử khí X gồm a mol CO và b mol CO2, ta có:
\[
a + b = 1 \, mol
\]
- Khối lượng mol của CO là 28 g/mol và CO2 là 44 g/mol. Từ tỉ khối, ta có:
\[
28a + 44b = 39,2
\]
- Giải hệ phương trình:
- Từ phương trình 1: \( b = 1 - a \)
- Thay vào phương trình 2:
\[
28a + 44(1 - a) = 39,2
\]
\[
28a + 44 - 44a = 39,2
\]
\[
-16a = -4,8 \Rightarrow a = 0,3 \, mol \quad (CO)
\]
\[
b = 1 - 0,3 = 0,7 \, mol \quad (CO2)
\]
6. **Tính số mol Al2O3**:
- Từ số mol O2 thoát ra:
\[
3 \, mol \, O_2 \text{ từ } 2 \, mol \, Al_2O_3 \Rightarrow 0,7 \, mol \, O_2 \text{ từ } \frac{2}{3} \times 0,7 = \frac{14}{3} \, mol \, Al_2O_3
\]
7. **Tính khối lượng nhôm sản xuất**:
- Số mol nhôm sản xuất được:
\[
n_{Al} = 2 \times \frac{14}{3} = \frac{28}{3} \, mol
\]
- Khối lượng nhôm:
\[
m_{Al} = n_{Al} \times M_{Al} = \frac{28}{3} \times 27 = 252 \, g
\]
8. **Tính khối lượng nhôm sản xuất trong 24 giờ**:
- Trong 1,32 giây, sản xuất được 252 g nhôm.
- Trong 24 giờ (86400 giây):
\[
\text{Khối lượng nhôm trong 24 giờ} = \frac{252}{1,32} \times 86400
\]
\[
= 19200000 \, g = 19200 \, kg
\]
**Kết luận**: Khối lượng nhôm mà nhà máy sản xuất được trong 24 giờ là **19200 kg**.