Question

將6.85g Fe和Al的混合物溶于200mL濃度為c mol/L的HNO₃溶液中，得到標準狀況下的NO、N₂O混合氣體共3.36L，測得反應后溶液的pH為0，再向所得溶液中加入過量NaOH溶液充分反應后生成沉淀質量為5.35g．若不考慮反應前后溶液體積變化，則下列有關判斷正確的是（　　）

• A、Fe與Al 的物質的量之比為1：1
• B、混合氣體中NO為0.03mol，N₂O為0.12mol
• C、原HNO₃溶液的濃度C=4.9mol/L
• D、反應中被還原的HNO₃為0.15mol

Answer 1

分析：將Fe和Al的混合物溶于HNO₃溶液中，得到NO、N₂O混合氣體，測得反應后溶液的pH為0，說明硝酸有剩余，故生成Al（NO₃）₃、Fe（NO₃）₃，再向所得溶液中加入過量NaOH溶液，鋁離子完全轉化為偏鋁酸鈉，得到沉淀5.35g為Fe（OH）₃，其物質的量=

5.35g

107g/mol

=0.05mol，
A．根據原子守恒計算n（Fe），再根據m=nM計算m（Fe），進而計算m（Al），根據n=

m

M

計算n（Al），據此解答；
B．令混合氣體中NO、N₂O的物質的量分別為xmol、ymol，根據電子轉移守恒及二者體積列方程解答；
C．根據N元素守恒n_原（HNO₃）=3n[Al（NO₃）₃]+3n[Fe（NO₃）₃]+n（NO）+2n（N₂O）+n_剩余（HNO₃），進而計算濃度；
D．被還原的HNO₃生成NO、N₂O，根據氮元素守恒可知n_被還原（HNO₃）=n（NO）+2n（N₂O）．

解答：解：將Fe和Al的混合物溶于HNO₃溶液中，得到NO、N₂O混合氣體，測得反應后溶液的pH為0，說明硝酸有剩余，故生成Al（NO₃）₃、Fe（NO₃）₃，再向所得溶液中加入過量NaOH溶液，鋁離子完全轉化為偏鋁酸鈉，得到沉淀5.35g為Fe（OH）₃，其物質的量=

5.35g

107g/mol

=0.05mol，
A．根據原子守恒n（Fe）=0.05mol，m（Fe）=0.05mol×56g/mol=2.8g，故m（Al）=6.85g-2.8g=4.05g，n（Al）=

4.05g

27g/mol

=0.15mol，故Fe與Al 的物質的量之比=0.05mol：0.15mol=1：3，故A錯誤；
B．令混合氣體中NO、N₂O的物質的量分別為xmol、ymol，根據電子轉移守恒及二者體積，可得：

x+y= 3.36 22.4 3x+8y=(0.05+0.15)×3

，解得x=0.12、y=0.03，故B錯誤；
C．反應后溶液的pH為0，則n_剩余（HNO₃）=1mol/L×0.2L=0.2mol，根據N元素守恒n_原（HNO₃）=3n[Al（NO₃）₃]+3n[Fe（NO₃）₃]+n（NO）+2n（N₂O）+n_剩余（HNO₃）=3×0.15mol+3×0.05mol+0.12mol+2×0.03mol+0.2mol=0.98mol，原HNO₃溶液的濃度=

0.98mol

0.2L

=4.9mol/L，故C正確；
D．被還原的HNO₃生成NO、N₂O，根據氮元素守恒可知n_被還原（HNO₃）=n（NO）+2n（N₂O）=0.12mol+2×0.03mol=0.18mol，故D錯誤，
故選C．

點評：本題考查混合物計算，判斷反應過程是解題的關鍵，注意守恒思想的應用，側重解題方法與思維能力考查，難度中等．