Question

13．將2.4g Fe、Mg合金投入到一定量的稀硝酸中，金屬與硝酸恰好完全反應，共收集到標準狀況下的氣體VL（硝酸被還原成NO），若向反應后的溶液中加入足量的NaOH溶液，待金屬元素全部沉淀后，再將沉淀過濾、洗滌、灼燒后稱量，質量為3.6g．則收集到的氣體體積V的值不可能為（　　）

• A． 1.016
• B． 1.00
• C． 0.986
• D． 2.24

Answer 1

分析 最終灼燒后得到的產物是氧化鐵和氧化鎂，假設合金中Fe物質的量為x，Mg的物質的量為y，那么有下列等式：①56x+24y=2.4，②160×$\frac{x}{2}$+40y=3.6，據此計算x、y的值；
鐵與硝酸反應后可能是+2價，也可能是+3價：當生成Fe²⁺時，金屬提供的電子最少，生成NO最少；當生成Fe³⁺時，金屬提供的電子最多，生成NO最多，根據電子轉移守恒計算NO物質的量，再根據V=nVm計算NO的體積．

解答 解：最終灼燒后得到的產物是氧化鐵和氧化鎂，
假設合金中Fe物質的量為x，Mg的物質的量為y，那么有下列等式：
①56x+24y=2.4，②160×$\frac{x}{2}$+40y=3.6，
聯立①②解得：x=y=0.03mol，
Fe與硝酸反應后可能是+2價，也可能是+3價：
當生成Fe²⁺時，金屬提供的電子最少，生成NO最少，根據電子轉移守恒可知，n（NO）=$\frac{0.03mol×2+0.03mol×2}{2}$=0.04mol，所以NO體積最小為：0.04mol×22.4 L/mol=0.896L；
當生成Fe³⁺時，金屬提供的電子最多，生成NO最多，根據電子轉移守恒可知，n（NO）=$\frac{0.03mol×3+0.03mol×2}{2}$=0.05mol，所以NO體積最小為：0.05mol×22.4 L/mol=1.12L，
因此0.896L≤V（NO）≤1.12L，
所以V不可能為2.24L，
故選D．

點評 本題考查混合物的有關計算，題目難度中等，利用極限法確定NO的最大值與最小值是解題的關鍵，注意鐵與稀硝酸反應由于量不同生成物不同，試題培養了學生的化學計算能力．