Question

向一潔凈干燥的燒杯中加入44.4gAl粉與Fe粉混合物，然后加入過量的鹽酸，產(chǎn)生標(biāo)況下氣體26.88L．若將該混合物加入500mL14mol?L^-1的HNO₃中（不考慮發(fā)生鈍化），產(chǎn)生的氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況下測(cè)定）如圖所示，假設(shè)HNO₃的還原產(chǎn)物為NO與NO₂，那么混合物中Al粉與Fe粉各多少mol？理論上生成多少升NO₂后開始產(chǎn)生NO氣體？（假設(shè)濃度小于9mol/L為稀HNO₃）

Answer 1

考點(diǎn)：有關(guān)混合物反應(yīng)的計(jì)算

專題：

分析：設(shè)出金屬的物質(zhì)的量，根據(jù)金屬和稀鹽酸的反應(yīng)計(jì)算金屬的物質(zhì)的量，再根據(jù)金屬和硝酸反應(yīng)時(shí)需要最多硝酸的物質(zhì)的量，結(jié)合題給硝酸的物質(zhì)的量確定金屬是否完全反應(yīng)，再結(jié)合轉(zhuǎn)移電子守恒計(jì)算NO和NO₂的體積即可．

解答： 解：設(shè)Al、Fe的物質(zhì)的量分別是xmol、ymol，
則：27x+56y=44.4、1.5x+y=

26.88L

22.4L/mol

=1.2
解得：x=0.4mol、y=0.6mol；
所以Al、Fe的物質(zhì)的量分別是0.4mol、0.6mol；
Al、Fe和硝酸反應(yīng)生成鹽和氮氧化物時(shí)，當(dāng)完全都生成NO₂時(shí)，需要硝酸的物質(zhì)的量最多，最多需要硝酸的物質(zhì)的量為金屬物質(zhì)的量的6倍，所以最多需要硝酸6mol，實(shí)際上n（HNO₃）=14mol/L×0.5L=7mol＞6mol，所以硝酸有剩余，則Fe轉(zhuǎn)化為Fe³⁺，
設(shè)NO的物質(zhì)的量為a、NO₂的物質(zhì)的量為b，
根據(jù)轉(zhuǎn)移電子相等得：①3a+b=3，根據(jù)氣體總物質(zhì)的量可得：②a+b=

44.8

22.4

，
①②聯(lián)立解得：a=0.5、b=1.5
所以NO₂的物質(zhì)的量為1.5mol，其標(biāo)況下的體積為：22.4L/mol×1.5mol=33.6L，
即：從33.6L開始生成NO，
答：混合物中Al、Fe的物質(zhì)的量分別是0.4mol、0.6mol；從33.6L開始生成NO．

點(diǎn)評(píng)：本題考查混合物計(jì)算、氧化還原反應(yīng)計(jì)算，題目難度中等，注意利用守恒思想進(jìn)行解答，試題側(cè)重解題方法與學(xué)生分析解決問題能力的考查．