Question

16．將ag鎂鐵合金投入適量稀硝酸（假設NO是唯一的還原產物，不考慮溶解氧等其它氧化劑）中，當硝酸消耗完時收集到標準狀況下2.24L的氣體．然后向反應后的溶液中加入3mol•L^-1NaOH溶液至金屬恰好沉淀完全，沉淀質量為bg，則下列說法不正確的（　　）

• A． 若在與硝酸反應后的溶液中再加入Fe，金屬可能溶解
• B． 消耗的氫氧化鈉的體積為100mL
• C． b=a+5.1
• D． a的范圍為：3.6＜a＜5.6

Answer 1

分析 標況下2.24LNO的物質的量為：n（NO）=$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol，反應中轉移電子的物質的量為：0.1mol×（5-2）=0.3mol，則合金中鐵和鎂失去電子的物質的量為0.3mol；金屬離子所帶電荷一定為0.3mol，則加入氫氧化鈉后生成的氫氧化物沉淀中含有氫氧根離子的物質的量為0.3mol，需要消耗氫氧化鈉溶液的體積為：$\frac{0.3mol}{3mol/L}$=0.1L=100mL；生成沉淀的質量=合金質量+氫氧根離子的質量，即：bg=ag+17g/mol×0.3mol=ag+5.1g；
當合金中完全為計算鎂時，合金質量最小，根據電子守恒，鎂的物質的量為：$\frac{0.3mol}{2}$=0.15mol，質量為：24g/mol×0.15mol=3.6g；當合金完全為鐵，且生成的為亞鐵離子時，合金質量最大，最大物質的量為：$\frac{0.3mol}{2}$=0.15mol，質量為：56g/mol×0.15mol=8.4g，則a的范圍為：3.6＜a＜8.4g，據此對各選項進行判斷．

解答 解：A．根據題中信息可知，硝酸和金屬都完全反應，反應后溶質可能為：①硝酸鎂和硝酸鐵、②硝酸鎂和硝酸亞鐵、③硝酸鎂硝酸亞鐵、硝酸鐵，若反應生成的是①或③，則反應后的溶液中再加入Fe，金屬能夠溶解，故A正確；
B．標況下2.24LNO的物質的量為：n（NO）=$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol，反應中轉移電子的物質的量為：0.1mol×（5-2）=0.3mol，則合金中鐵和鎂失去電子的物質的量為0.3mol；金屬離子所帶電荷一定為0.3mol，則加入氫氧化鈉后生成的氫氧化物沉淀中含有氫氧根離子的物質的量為0.3mol，需要消耗氫氧化鈉溶液的體積為：$\frac{0.3mol}{3mol/L}$=0.1L=100mL，故B正確；
C．生成沉淀的質量=合金質量+氫氧根離子的質量，即：bg=ag+17g/mol×0.3mol=ag+5.1g，故C正確；
D．當合金中完全為金屬鎂時，合金質量最小，根據電子守恒可知鎂的物質的量為：$\frac{0.3mol}{2}$=0.15mol，質量為：24g/mol×0.15mol=3.6g；當合金完全為鐵，且生成的為亞鐵離子時，合金質量最大，最大物質的量為：$\frac{0.3mol}{2}$=0.15mol，質量為：56g/mol×0.15mol=8.4g，則a的范圍為：3.6＜a＜8.4g，故D錯誤；
故選D．

點評 本題考查了混合物反應的計算，題目難度較大，明確反應發生實質為解答關鍵，本題中需要分析、總結出沉淀中氫氧根離子的物質的量與轉移電子的物質的量相等，試題側重考查學生的分析能力及化學計算能力．