Question

20．将2.4g  Fe、Mg合金投入到一定量的稀硝酸中，金属与硝酸恰好完全反应，共收集到标准状况下的气体VL（硝酸被还原成NO），若向反应后的溶液中加入足量的NaOH溶液，待金属元素全部沉淀后，再将沉淀过滤、洗涤、灼烧后称量，质量为3.6g．则收集到的气体体积V的值不可能为（　　）

• A． 1.02
• B． 1.68
• C． 1.00
• D． 0.986

Answer 1

分析 最终灼烧后得到的产物是氧化铁和氧化镁，假设合金中Fe物质的量为x，Mg的物质的量为y，那么有下列等式：①56x+24y=2.4，②160×$\frac{x}{2}$+40y=3.6，据此计算x、y的值；
虽说金属完全溶解，但是与硝酸反应后的Fe可能是+2价，也可能是+3价：
当生成Fe²⁺时，金属提供的电子最少，生成NO最少；
当生成Fe³⁺时，金属提供的电子最多，生成NO最多，
根据电子转移守恒计算NO物质的量，再根据V=nVm计算NO的体积，据此选择．

解答 解：最终灼烧后得到的产物是氧化铁和氧化镁，
假设合金中Fe物质的量为x，Mg的物质的量为y，那么有下列等式：
①56x+24y=2.4，②160×$\frac{x}{2}$+40y=3.6，
联立方程，解得x=y=0.03mol
虽说金属完全溶解，但是与硝酸反应后的Fe可能是+2价，也可能是+3价：
当生成Fe²⁺时，金属提供的电子最少，生成NO最少，根据电子转移守恒可知，n（NO）=$\frac{0.03mol×2+0.03mol×2}{2}$=0.04mol，所以NO体积最小为：0.04mol×22.4 L/mol=0.896L；
当生成Fe³⁺时，金属提供的电子最多，生成NO最多，根据电子转移守恒可知，n（NO）=$\frac{0.03mol×3+0.03mol×2}{2}$=0.05mol，所以NO体积最小为：0.05mol×22.4 L/mol=1.12L；
因此0.896L≤V（NO）≤1.12L，
所以V不可能为1.68；
故选：B．

点评 本题考查混合物的有关计算，难度中等，利用极限法确定NO的最大值与最小值是解题的关键，注意铁与稀硝酸反应由于量不同生成物不同．