Question

17．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(yīng)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(yīng)后生成沉淀質(zhì)量為5.35g，若不考慮反應(yīng)前后溶液體枳變化，則下列有關(guān)判斷正確的是（　�。�

• A． Fe與A1的物質(zhì)的量之比為1：1
• B． 混合氣體中 NO為0.03mol，N₂O0.12mol
• C． 原HNO₃溶液的濃度C=4.6mol/L
• D． 反應(yīng)中被還原的HNO₃為0.18 mol

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(yīng)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(zhuǎn)化為偏鋁酸鈉，得到沉淀5.35g為Fe（OH）₃，其物質(zhì)的量=$\frac{5.35g}{107g/mol}$=0.05mol，
A．根據(jù)原子守恒計算n（Fe），再根據(jù)m=nM計算m（Fe），進而計算m（Al），根據(jù)n=$\frac{m}{M}$計算n（Al），據(jù)此解答；
B．令混合氣體中NO、N₂O的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒及二者體積列方程解答；
C．根據(jù)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(jù)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(yīng)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(zhuǎn)化為偏鋁酸鈉，得到沉淀5.35g為Fe（OH）₃其物質(zhì)的量=$\frac{5.35g}{107g/mol}$=0.05mol，
A．根據(jù)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）=$\frac{4.05g}{27g/mol}$=0.15mol，故Fe與Al 的物質(zhì)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(zhì)的量分別為xmol、ymol，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒及二者體積，可得：
$\left\{\begin{array}{l}{x+y=\frac{3.36}{22.4}}\\{3x+8y=（0.05+0.15）×3}\end{array}\right.$，解得x=0.12、y=0.03，NO、N₂O的物質(zhì)的量分別為0.12mol，0.03mol，故B錯誤；
C．反應(yīng)后溶液的pH為0，則n_剩余（HNO₃）=1mol/L×0.2L=0.2mol，根據(jù)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=$\frac{0.98mol}{0.2L}$=4.9mol/L，故C錯誤；
D．被還原的HNO₃生成NO、N₂O，根據(jù)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正確，
故選D．

點評 本題考查混合物計算，判斷反應(yīng)過程是解題的關(guān)鍵，注意守恒思想的應(yīng)用，側(cè)重解題方法與思維能力考查，難度中等．