Question

將4.9克Mg和Fe的混合物在一定量的稀HNO₃溶液中完全溶解（溶液中有Fe²⁺），得到標準狀況下氣體2.24L（假設全為NO氣體），則向反應后的溶液中加入足量的燒堿，在空氣中不斷攪拌，充分反應后，則生成沉淀的質量有可能是（　　）

A．6g

B．8g

C．10g

D．10.5g

Answer 1

分析：由題意可知，金屬全溶解，但鐵還沒有全被氧化成三價鐵，加足量的NaOH在空氣中不斷攪拌，Fe（OH）₂ 將全部被氧化，所以生成的沉淀一定為Mg（OH）₂、Fe（OH）₃，不可能有Fe（OH）₂．最終沉淀質量m（沉淀）=m（金屬混合物）+m（OH^-），由于金屬陽離子電荷總數等于金屬離子結合的OH^-得，即n（e^-）=n（OH^-），整個過程中既有硝酸得電子又有氧氣得電子．硝酸得的電子有關系式NO₃^-～NO～3e^-，硝酸獲得電子為0.3mol，再加上空氣中氧氣得的電子，那么整個過程中得電子數肯定大于0.3 mol，故金屬失去的電子數也大于0.3mol，以此計算沉淀的質量．

解答：解：由題意可知，金屬全溶解，但鐵還沒有全被氧化成三價鐵，加足量的NaOH在空氣中不斷攪拌，Fe（OH）₂ 將全部被氧化，所以生成的沉淀一定為Mg（OH）₂、Fe（OH）₃，不可能有Fe（OH）₂．最終沉淀質量m（沉淀）=m（金屬混合物）+m（OH^-）．
硝酸得的電子有關系式NO₃^-～NO～3e^-，硝酸獲得電子為

2.24L

22.4L/mol

×3=0.3mol，再加上空氣中氧氣得的電子，那么整個過程中得電子數肯定大于0.3 mol，故金屬失去的電子數也大于0.3mol；由于金屬陽離子電荷總數等于金屬離子結合的OH^-，即n（e^-）=n（OH^-），所以最終沉淀質量大于4.9+0.3×17=10g．
故選：D．

點評：本題考查混合物的計算，難度中等，注意從電子守恒和質量守恒的角度分析，找出電子與氫氧根離子的物質的量的關系是解答本題的關鍵．本題最容易受思維定勢影響，沒有注意HNO₃量不足，溶液中有Fe²⁺，后加NaOH溶液就要考慮空氣中O₂氧化Fe（OH）₂ 忽視了這一點，而錯C選項．