Question

（2013?浦东新区二模）将10.92g锌铁合金粉末加入含0.4mol H⁺的稀硝酸和稀硫酸的混合溶液中，充分反应后收集得到的气体体积（标准状况下）可能为（假设气体全部逸出，稀硝酸的还原产物是NO）（　　）

A．2.4 L

B．3.6 L

C．4.8 L

D．6.0 L

Answer 1

分析：利用极限法分子，根据电子转移守恒可知：①气体全部为NO时，金属全部为Zn，金属提供的电子最少，生成气体的体积最小；
②金属全部为Fe时，提供的电子最多，得到的气体的体积最大．Fe与硝酸反应，表现+3价时提供的电子最多，生成1molNO需要1molFe，Fe与硫酸反应，表现+2价时，生成1mol氢气也需要1molFe，10.92gFe的物质的量为n（Fe）=

10.92g

56g/mol

=0.195mol，根据Fe+NO₃^-+4H⁺=Fe³⁺+NO↑+2H₂O可知，铁过量，NO₃^-可以完全反应，故0.4molH⁺完全得到0.1molNO．由Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑可知，Fe不足量，Fe完全反应，得到氢气0.195mol，故全部气体为氢气时，金属全部为Fe，生成的氢气的体积最多，据此计算判断．

解答：解：根据电子转移守恒可知：
①气体全部为NO时，金属全部为Zn，金属提供的电子最少，生成气体的体积最小，此时发生反应：3Zn+2NO₃^-+8H⁺=3Zn²⁺+2NO↑+4H₂O，n（Zn）=

10.92g

65g/mol

=0.168mol，由方程式可知，完全反应消耗n（H⁺）=0.168mol×

8

3

=0.448mol，故0.4molH⁺完全反应，可以得到NO的物质的量为0.4mol×

1

4

=0.1mol，故生成气体的极小值为0.1mol×22.4L/mol=2.24L；
②金属全部为Fe时，提供的电子最多，得到的气体的体积最大．Fe与硝酸反应，表现+3价时提供的电子最多，生成1molNO需要1molFe，Fe与硫酸反应，表现+2价时，生成1mol氢气也需要1molFe，10.92gFe的物质的量为n（Fe）=

10.92g

56g/mol

=0.195mol，根据Fe+NO₃^-+4H⁺=Fe³⁺+NO↑+2H₂O可知，铁过量，0.4molH⁺完全得到0.1molNO．由Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑可知，Fe不足量，Fe完全反应，得到氢气0.195mol，故全部气体为氢气时，金属全部为Fe，生成的氢气的体积最多，气体体积最大为0.195mol×22.4L/mol=4.368L；
综上所述，可知生成气体应在2.24L～4.368L之间，
故选AB．

点评：本题考查混合物的有关计算，难度较大，注意根据电子转移与离子方程式判断气体体积的极大值与极小值．