Question

13．已知3.25g某金屬X跟過量稀硝酸反應，在反應過程中未見有氣體生成，反應后在所得溶液中加入熱堿溶液可放出一種氣體，其體積為280mL（標準狀況），則X為鋅．

Answer 1

分析 硝酸越稀，還原產物中氮元素的價態越低．金屬X跟過量稀硝酸反應，在反應過程中未見有氣體生成，則說明硝酸被還原為NH₃，又接著被HNO₃吸收生成了NH₄NO₃，在所得溶液中加入熱堿溶液可放出一種氣體即為NH₃，根據氨氣的體積求出其物質的量，設每失去1mol電子所需要的X的質量為Mg，即金屬X的平均摩爾電子質量為Mg/mol，然后根據得失電子數守恒來計算．

解答 解：硝酸越稀，還原產物中氮元素的價態越低．金屬X跟過量稀硝酸反應，在反應過程中未見有氣體生成，則說明硝酸被還原為NH₃，又接著NH₃被HNO₃吸收生成了NH₄NO₃，故表現為無氣體生成．在所得溶液中加入熱堿溶液可放出一種氣體即為NH₃，體積為280mL，則生成的氨氣的物質的量n=$\frac{0.28L}{22.4L/mol}$=0.0125mol．
設每失去1mol電子所需要的X的質量為Mg，即金屬X的平均摩爾電子質量為Mg/mol，故3.25g金屬X失去的電子的物質的量n=$\frac{3.25g}{Mg/mol}$=$\frac{3.25}{M}$mol  ①
而由硝酸生成0.0125mol氨氣時的電子的物質的量n=0.0125mol×8=0.1mol  ②
根據在氧化還原反應中得失電子數守恒可知：$\frac{3.25}{M}$=0.1
解得M=32.5g/mol．
即此金屬X每失去1mol電子所需的質量為32.5g，此金屬為鋅．
故答案為：鋅．

點評 本題考查了在氧化還原反應中的得失電子數守恒的有關計算，應注意的是平衡摩爾電子質量的應用，難度不大．