Question

0.03mol銅完全溶于硝酸，產生氮的氧化物（NO、NO₂、N₂O₄）混合氣體共0.05mol．該混合氣體的平均相對分子質量可能是（ ）
A．30
B．46
C．66
D．69

Answer 1

【答案】分析：Cu-2e=Cu²⁺，0.03mol銅完全溶于硝酸失去電子為0.06mol，根據氧化還原反應規律，HNO₃→NO₂+NO+N₂O₄，0.05mol氮氧化物共得到0.06mol電子，從兩個極端來考慮：（1）假設混合氣體為NO、NO₂；（2）假設混合氣體是N₂O₄、NO₂．據此計算平均相對分子質量，實際混合氣體的相對分子質量介于兩者之間．
解答：解：假設一種情況為混合氣體中沒有N₂O₄時，設NO的物質的量為x，則NO₂的物質的量為0.05mol-x，根據電子得失守恒，銅失去的電子數等于NO₃^-得到的電子數，所以有0.03mol×2=3x+（0.05mol-x）×1，得：x=0.005mol，NO2的物質的量為0.05mol-0.005mol=0.045mol，所以混合氣體的平均相對分子質量為=44.4；
同理，假設另一種情況為混合體中沒有NO時，設N₂O₄、NO₂物質的量分別為m，n，m+n=0.05mol，2m+n=0.06mol，聯立解得m=0.01mol，n=0.04mol，所以混合氣體的平均相對分子質量為（NO₂、N₂O₄）=46×+92×=55.2．
所以該混合氣體的平均相對分子質量應在44.4～55.2之間．
故選：B．
點評：考查混合物的計算、氧化還原反應的計算等，難度中等，利用極限法判斷相對分子質量的范圍是解題的關鍵．