题目内容
(分)现有某金属的硝酸盐2.160g,充分加热分解生成金属氧化物0.960g和NO2、O2的混合气体0.0270mol(不考虑N2O4).请填空:
(1)混合气体中NO2的物质的量为________mol.
(2)将此组成的混合气体通入足量水中,剩余气体在标准状况下体积为________mL.
(3)该反应中金属元素的化合价________(填升高、降低、不变).
(4)写出该硝酸盐分解的化学方程式,标明电子转移的方向和数目.
(1)0.024(2分) (2)89.6(2分) (3)升高(2分)
(4)4Fe(NO3)22Fe2O3 +8NO2 ↑+ O2↑(4分)
解析:
(1)根据质量守恒,NO2和O2总质量为2.160-0.960=1.200,按照混合物计算,设NO2的物质的量为xmol,O2的物质的量为ymol,x+y=0.0270 46x+30y=1.200,解得x=0.024,y=0.003。根据氧化还原中得失电子数相等可推知金属为变价金属.可写出反应的化学方程式如下:(设金属为M,在硝酸盐中其化合价为+n,在金属氧化物中其化合价为+m)
2aM(NO3)n == aM2Om + 8NO2 + O2
0.006amol 0.003amol 0.024mol 0.003mol
根据质量守恒、电荷守恒列方程:
0.006amol×(M+62n)=2.16g
0.003amol×(2M+16m)=0.096g
0.006amol×(m-n)+0.003mol×4=0.0024mol×1
解方程讨论得:a=2,m=3,n=2,M=56
所以:金属为铁
其化学方程式为:4Fe(NO3)2== 2Fe2O3 +8NO2 ↑+ O2↑
(2)NO2和O2溶于水4NO2+O2+2H2O=4HNO3,NO2过量0.012mol,还发生反应3NO2+H2O=2HNO3+NO,剩余NO 0.004mol,89.6mL。