Question

（2013?浦東新區二模）將10.92g鋅鐵合金粉末加入含0.4mol H⁺的稀硝酸和稀硫酸的混合溶液中，充分反應后收集得到的氣體體積（標準狀況下）可能為（假設氣體全部逸出，稀硝酸的還原產物是NO）（　　）

A．2.4 L

B．3.6 L

C．4.8 L

D．6.0 L

Answer 1

分析：利用極限法分子，根據電子轉移守恒可知：①氣體全部為NO時，金屬全部為Zn，金屬提供的電子最少，生成氣體的體積最小；
②金屬全部為Fe時，提供的電子最多，得到的氣體的體積最大．Fe與硝酸反應，表現+3價時提供的電子最多，生成1molNO需要1molFe，Fe與硫酸反應，表現+2價時，生成1mol氫氣也需要1molFe，10.92gFe的物質的量為n（Fe）=

10.92g

56g/mol

=0.195mol，根據Fe+NO₃^-+4H⁺=Fe³⁺+NO↑+2H₂O可知，鐵過量，NO₃^-可以完全反應，故0.4molH⁺完全得到0.1molNO．由Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑可知，Fe不足量，Fe完全反應，得到氫氣0.195mol，故全部氣體為氫氣時，金屬全部為Fe，生成的氫氣的體積最多，據此計算判斷．

解答：解：根據電子轉移守恒可知：
①氣體全部為NO時，金屬全部為Zn，金屬提供的電子最少，生成氣體的體積最小，此時發生反應：3Zn+2NO₃^-+8H⁺=3Zn²⁺+2NO↑+4H₂O，n（Zn）=

10.92g

65g/mol

=0.168mol，由方程式可知，完全反應消耗n（H⁺）=0.168mol×

8

3

=0.448mol，故0.4molH⁺完全反應，可以得到NO的物質的量為0.4mol×

1

4

=0.1mol，故生成氣體的極小值為0.1mol×22.4L/mol=2.24L；
②金屬全部為Fe時，提供的電子最多，得到的氣體的體積最大．Fe與硝酸反應，表現+3價時提供的電子最多，生成1molNO需要1molFe，Fe與硫酸反應，表現+2價時，生成1mol氫氣也需要1molFe，10.92gFe的物質的量為n（Fe）=

10.92g

56g/mol

=0.195mol，根據Fe+NO₃^-+4H⁺=Fe³⁺+NO↑+2H₂O可知，鐵過量，0.4molH⁺完全得到0.1molNO．由Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑可知，Fe不足量，Fe完全反應，得到氫氣0.195mol，故全部氣體為氫氣時，金屬全部為Fe，生成的氫氣的體積最多，氣體體積最大為0.195mol×22.4L/mol=4.368L；
綜上所述，可知生成氣體應在2.24L～4.368L之間，
故選AB．

點評：本題考查混合物的有關計算，難度較大，注意根據電子轉移與離子方程式判斷氣體體積的極大值與極小值．