Question

將10.92 g鋅鐵合金粉末加入含0.4 mol 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

AB

試題分析：鋅的還原性大于鐵的還原性，所以鋅先反應。硝酸的氧化性大于硫酸的氧化性，所以硝酸先反應，當硝酸完全反應后，硫酸分別與鋅、鐵反應，所以開始反應生成NO，過一會反應生成H₂。
假設合金全部是鋅，鋅的物質的量=10.92g/65g/mol=0.168mol
當酸與鋅完全反應完全生成NO
3Zn+8HNO₃=3Zn(NO₃)₂+2NO↑+4H₂O
3       8        44.8
X       0.4mol     Y
X=0.15mol<0.168mol，說明鋅過量，則Y=2.24L
假設合金全部是鐵，鐵的物質的量=10.92g/56g/mol=0.195mol
當酸與鐵完全反應完全生成NO
Fe(少量)+4HNO₃=Fe(NO₃)₃+NO↑+2H₂O
1       4             22.4
X₁    0.4mol            Y₁
X₁=0.1mol<0.195mol，說明鐵過量，則Y₁=2.24L
3Fe(過量)+8HNO₃=3Fe(NO₃)₂+2NO↑+4H₂O
3       8                44.8
X₂   0.4mol             Y₂
X₂=0.15mol<0.195mol說明鐵過量
Y₂=2.24L
當酸與鋅完全反應完全生成H₂
Zn +2H⁺= Zn²⁺ + H₂↑
1  2         22.4
X₃  0.4mol     Y₃
X₃=0.1mol<0.168mol，說明鋅過量，Y₃=4.48L
當酸與鐵完全反應完全生成H₂
Fe +2H⁺= Fe²⁺ + H₂↑
1  2          1
X₄  0.4mol      Y₄
X₄=0.1mol<0.195mol，說明鐵過量，則Y4=4.48L
綜上所述，可知生成氣體應在2.24L～4.48L之間，所以選AB。
點評：該題綜合性強，難度大，對學生的思維能力提出更高的要求，有利于培養(yǎng)學生的邏輯推理能力和創(chuàng)新思維能力，提高學生的應試能力和學科素養(yǎng)。該題的關鍵是利用好數(shù)學上的極值法，逐一討論即可。