Question

2．设N_A为阿伏加德罗常数的值．下列说法正确的是（　　）

• A． 高温下，0.2 mol Fe与足量水蒸气反应，生成的H₂分子数目为0.3N_A
• B． 室温下，1 L pH=13的NaOH溶液中，由水电离的OH^-离子数目为0.1N_A
• C． 氢氧燃料电池正极消耗22.4 L（标准状况）气体时，电路中通过的电子数目为2N_A
• D． 5NH₄NO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2HNO₃+4N₂↑+9H₂O反应中，生成28 g N₂时，转移的电子数目为3.75N_A

Answer 1

分析 A、铁与水蒸气反应生成四氧化三铁，产物中铁元素的平均化合价为$\frac{8}{3}$，根据电子守恒计算出生成氢气的物质的量；
B、氢氧化钠溶液的氢离子是水电离的，水电离的氢离子浓度为1×10^-13mol/L；
C、氢氧燃料电池中，正极氧气得到电子，1mol氧气得到4mol电子；
D、反应中部分硝酸根中N元素由+5价降低为氮气中0价，铵根中N元素-3价升高为氮气中0价，氮气既是还原产物又是氧化产物，由氮原子守恒，结合方程式可知，还原产物与氧化产物物质的量之比为3：5，根据n=$\frac{m}{M}$计算氮气物质的量，再计算氧化产物物质的量，再结合铵根中N元素化合价变化计算转移电子物质的量．

解答 解：A．铁在高温下与水蒸气反应生成四氧化三铁，四氧化三铁中铁元素的化合价为$\frac{8}{3}$，0.2mol铁完全反应失去电子数为：0.2mol×（$\frac{8}{3}$-0）=$\frac{8}{15}$mol，根据电子守恒，生成氢气的物质的量为$\frac{\frac{8}{15}mol}{2}$=$\frac{4}{15}$mol，生成的H₂分子数为$\frac{4}{15}$N_A，故A错误；
B．室温下，1L pH=13的NaOH溶液中氢离子浓度为1×10^-13mol/L，溶液中氢离子是水电离的，所以由水电离的OH^-离子数目为10^-13N_A，故B错误；
C．氢氧燃料电池中，正极氧气得到电子，标况下22.4L氧气的物质的量为1mol，1mol氧气完全反应得到4mol电子，电路中通过的电子数目为4N_A，故C错误；
D．反应中部分硝酸根中N元素由+5价降低为氮气中0价，铵根中N元素-3价升高为氮气中0价，氮气既是还原产物又是氧化产物，由氮原子守恒，结合方程式可知，还原产物与氧化产物物质的量之比为3：5，生成氮气物质的量为$\frac{28g}{28g/mol}$=1mol，故氧化产物的物质的量为1mol×$\frac{5}{8}$=$\frac{5}{8}$mol，铵根中N元素被氧化，故转移电子为$\frac{5}{8}$mol×2×[0-（-3）]=3.75mol，故D正确．
故选D．

点评 本题考查了阿伏伽德罗常数的有关计算，掌握物质的量的计算公式和物质结构是解题关键，难度不大．