Question

4．有某硫酸和硝酸的混合溶液20mL，其中含有硫酸的濃度為2mol•L^-1，含有硝酸的濃度為1mol•L^-1，現(xiàn)向其中加入過量鐵粉，充分反應后（假設只生成NO氣體），最多可收集到標準狀況下的氣體的體積為（　�。�

• A． 89.6mL
• B． 112mL
• C． 224mL
• D． 672mL

Answer 1

分析 有某硫酸和硝酸的混合溶液20mL，其中含有硫酸的濃度為2mol•L^-1，含有硝酸的濃度為1mol•L^-1，混合液中氫離子的物質的量為：n（H⁺）=0.02L×2×2mol/L+0.02L×1mol/L=0.1mol，混合液中硝酸根離子的物質的量為：n（NO₃^-）=0.02L×1mol/L=0.02mol，由于鐵過量，則發(fā)生反應：3Fe+2NO₃^-+8H⁺=3Fe²⁺+2NO↑+4H₂O、Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，以此計算該題．

解答 解：有某硫酸和硝酸的混合溶液20mL，其中含有硫酸的濃度為2mol•L^-1，含有硝酸的濃度為1mol•L^-1，混合液中氫離子的物質的量為：n（H⁺）=0.02L×2×2mol/L+0.02L×1mol/L=0.1mol，混合液中硝酸根離子的物質的量為：n（NO₃^-）=0.02L×1mol/L=0.02mol，
由于鐵過量，則發(fā)生反應：3Fe+2NO₃^-+8H⁺=3Fe²⁺+2NO↑+4H₂O、Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，則
3Fe+2NO₃^-+8H⁺=3Fe²⁺+2NO↑+4H₂O
0.02mol  0.08mol      0.02mol
反應后剩余氫離子的物質的量為：n（H⁺）=0.1mol-0.08mol=0.02mol，
Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑
 0.02mol   0.01mol
所以生成氣體總物質的量為：n（NO）+n（H₂）=0.02mol+0.01mol=0.03mol，
標準狀況下混合氣體的體積為：V（NO）+V（H₂）=0.03mol×22.4L/mol=0.672L，
故選D．

點評 本題考查混合物的計算，題目難度中等，注意鐵過量，根據n（H⁺）、n（NO₃^-）判斷反應的可能性，判斷生成氣體為NO和H₂的混合物，進而計算氣體的體積，試題培養(yǎng)了學生的分析能力及化學計算能力．