Question

0.03mol铜完全溶于硝酸，产生氮的氧化物（NO、NO₂、N₂O₄）混合气体共0.05mol．该混合气体的平均相对分子质量可能是（　　）

A．30

B．46

C．66

D．69

Answer 1

分析：Cu-2e=Cu²⁺，0.03mol铜完全溶于硝酸失去电子为0.06mol，根据氧化还原反应规律，HNO₃→NO₂+NO+N₂O₄，0.05mol氮氧化物共得到0.06mol电子，从两个极端来考虑：（1）假设混合气体为NO、NO₂；（2）假设混合气体是N₂O₄、NO₂．据此计算平均相对分子质量，实际混合气体的相对分子质量介于两者之间．

解答：解：假设一种情况为混合气体中没有N₂O₄时，设NO的物质的量为x，则NO₂的物质的量为0.05mol-x，根据电子得失守恒，铜失去的电子数等于NO₃^-得到的电子数，所以有0.03mol×2=3x+（0.05mol-x）×1，得：x=0.005mol，NO2的物质的量为0.05mol-0.005mol=0.045mol，所以混合气体的平均相对分子质量为

30×0.005+46×0.045

0.005+0.045

=44.4；
同理，假设另一种情况为混合体中没有NO时，设N₂O₄、NO₂物质的量分别为m，n，m+n=0.05mol，2m+n=0.06mol，联立解得m=0.01mol，n=0.04mol，所以混合气体的平均相对分子质量为

.

Mr

（NO₂、N₂O₄）=46×

4

5

+92×

1

5

=55.2．
所以该混合气体的平均相对分子质量应在44.4～55.2之间．
故选：B．

点评：考查混合物的计算、氧化还原反应的计算等，难度中等，利用极限法判断相对分子质量的范围是解题的关键．